合金元素在Ni3Al金属间化合物中的作用

介绍了Ni3Al基金属间化舍物研究的现状和前景.由于Ni3Al基金属间化合物具有高熔点、低密度和良好的抗氧化性等性能,长期以来作为高温结构的候选材料而得到了广泛的关注,但是Ni3Al在室温下塑性差和高温时强度低限制了它的使用.采用合金化的方法可使Ni3Al基金属间化合物的性能得到改善,着重介绍了合金元素在Ni3Al基金属间化合物中的作用.     

改善Fe_3Al金属间化合物涂层塑性的方法探讨

Fe3Al金属间化合物涂层具有特殊的微观组织结构及一系列优异的性能,但其室温塑性较差,影响了其广泛应用。对于改善Fe3Al涂层塑性的方法有多种,效果较为明显的是合金化和热处理等技术。热处理能有效提高Fe3Al金属间化合物涂层的塑性,但其工艺繁琐,不利于工业应用。因此,研究工作重点应放在合金化增强其室温塑性方面。如加入最佳配比的多种合金元素(Cr、Nb、B、Ce等),综合发挥固溶强化、弥散强化及细晶强化的作用来改善其室温塑性,为Fe3Al涂层的工业应用奠定基础。     

稀土钇对2519合金组织及耐热性能的影响

采用X射线、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等手段研究了微量稀土Y对2519合金的显微组织及耐热性能的影响.结果表明,在2519合金中Y元素与Cu,Al元素主要形成Al6Cu6Y金属间化合物,并沿晶界分布.这些金属间化合物有效阻碍高温时基体的变形和晶界的移动,提高合金高温强度.添加0.20%Y(质量分数)可使合金200℃时的抗拉强度提高30%,但伸长率有所下降.Y含量的进一步增加,含Y化合物聚集长大成块,合金室温及高温力学性能降低.同时发现,微量的Y细化了合金的再结晶组织,细化了合金强化相θ′相.添加0.10%Y时可使合金的室温强度提高20MPa.     

钛对金属间化合物Fe－36．5at％Al力学性能的影响

研究了２ａｔ％Ｔｉ元素对Ｂ２结构Ｆｅ－３６．５ａｔ％Ａｌ金属间化合物组织和从室温至高温拉伸性能的影响。结果表明，Ｔｉ元素完全面溶于ＦｅＡｌ合金，使ＦｅＡｌ合金高温性能有所提高，同时亦提高低温强度和中温塑性，对低温塑性没有改善。Ｔｉ不改变ＦｅＡｌ合金的变形机理，亦不改变合金断裂模式，仅使７００℃以下温度时混合断口形貌中沿晶断裂部分所占比例增加。     

激光干涉空间选择性形成金属间化合物Ni3Al

金属间化合物,例如Ni-Al、Ti-Al系合金,是指不同种类的原子长程有序排列构成的有较确定化学当量比的合金相.这类合金相原子间结合力强,具有高温结构材料所期望的优异性能.然而这类合金普遍存在室温塑性差、高温抗蠕变性差以及环境脆性敏感等问题.本文利用激光干涉图样对应的温度分布,空间选择性地产生Ni和Al的金属间化合物Ni3Al,以线阵或点阵的方式局域金属间化合反应形成了软、硬属性交替的薄膜材料,为改善塑性及脆性敏感等问题探索新的解决途径.对所制备样品进行的白光干涉显微镜(WLI)和原子力显微镜(AFM)分析给出了样品的表面形貌特征;X射线衍射(XRD)和纳米硬度测试给出了金属间化合物合金相及其微观硬度分布.     

低膨胀恒模量的高温合金——Incoloy 903合金

低膨胀高温合金Incoloy903是用Nb、Ti和Al沉淀强化的Ni—Fe—Co系合金。它的主要优点是具有几乎恒定的低的热胀系数,恒定的弹性模量,较高的强度性意旨。 Ni—Fe系和Ni—Fe—Co系合金早期主要用于仪     

含钇Mg-Al系镁合金的研究现状和进展

综述了钇(Y)对Mg-Al系合金的组织、室温和高温力学性能、铸造性能以及耐腐蚀性能的影响.添加适量Y不仅可以细化镁舍金的基体组织,生成高熔点强化相Al2Y,还可以改善β相(Mg17Al12)的形态,有利于铗合金室温力学性能的提高,而Y的固溶强化作用和Al2Y颗粒相的弥散强化作用既有利于室温力学性能的提高,又有利于合金高温力学性能的提高.添加适量Y也可以改善Mg-Al系合金的铸造性能和耐腐蚀性能.Y和Ce、Ca和Nd等合金元素的复合加入可有效改善镁合金的力学性能.指出了含钇Mg-Al系合金目前存在的问题,并展望了其发展前景.     

Ni-36at%Al合金室温和高温韧性的改进

一、前言 NiAl金属间化合物具有比重轻,熔点高,抗氧化性好等优点,是潜在的高温结构材料,但室温脆性和高温强度低的问题阻碍了这一系列合金的发展和应用。NiAl的脆性归结于室温下仅开动<110>方向的滑移系,该系统仅存在三个独立的滑移系,无法满足多晶体范性形变的Von,Mises准则,即至少存在五个独立滑移系的要求。通过合金化改变滑移系以改善NiAl合金塑性的努力没有取得成功。通过控制成分和细化晶粒的途径也未明显地改善NiAl的室温塑性。NiAl高温强度低往往归结于具晶界结合强度低,通过合金化的途径有可能改善其高温强度。 富Ni的NiAl合金中存在马氏体相变,马氏体相转变点在273k附近的NiAl合金通过产生应力感生马氏体和马氏体再取向,在室温表现出显著的塑性。但是由于合金晶界强度低和马氏体转变过程引起的微裂纹,合金仍显得十分脆弱。     

微量镁对长程有序金属间化合物Fe_3Al和FeAl力学性能的影响

一、序言 由于长程有序金属间化合物Fe_3Al和FeAl具有良好 的高温抗氧化性、低密度和低成本等特性,而受到世界各 国材料科学工作者的重视。但是,它的室温脆性是工程材 料应用的主要障碍。人们试图通过合金化来提高这两种 化合物的塑性。以往的研究表明,少量Cr可以明显提高 变形Fe_3Al合金的室温塑性;但我们的实验表明,Fe_3Al 中加入2.5at％Cr并没有使铸态室温拉伸塑性明显提 高。微量硼可使FeAl拉伸断口由沿晶变为穿晶特征,塑 性提高,而延伸率的绝对值仍然不高。也有人用快速 凝固法来提高塑性,但工艺复杂,成本太高,难于实用化。 提高多晶Fe_3Al和FeAl塑性的简单可行的方法仍然是合 金化。因此,有必要进一步研究利用合金化来改善塑性。 受高温合金合金化的启示,我们探讨了用微量镁合金 化改善Fe_3Al和FeAl室温拉伸塑性的可能性。 二、试验方法 试验合金用工业纯铁、纯铝和铝镁中间合金作为原 材料,在10kg真空感应炉中熔炼并真空精铸成标准拉伸     

Ni-Al系金属间化合物价电子结构与性能分析

NiAl和Ni3Al金属间化合物熔点高、密度低,具有较好的热传导性和良好的抗氧化性,是航空航天领域很有潜力的高温结构材料.运用固体与分子经验电子理论分析了NiAl和Ni3Al金属间化合物的价电子结构,并从电子结构层次初步探讨了NiAl和Ni3Al金属间化合物的强度、稳定性、室温脆性及熔点等问题.计算结果表明,化学计量比的NiAl和Ni3Al的脆性因子均小于0.08,室温下表现为本征脆性,NiAl的脆性比Ni3Al的脆性大;NiAl的熔点和强度均比Ni3Al的高,稳定性比Ni3Al的差.     

变形速度对Fe3Al基合金中温变形行为的影响

Fe3Al基金属间化合物合金具有优秀的高温氧化抗力和硫蚀抗力,600℃以下良好的强度,比强度高而成本低,所以被认为是一种很有潜力的中高温材料[1,2].近来的研究表明,通过微合金化和机械热处理,Fe3Al基合金室温下的较低塑性和600℃以上高温时的强度快速下降都得到了极大的改善[3,4],从而使以前阻碍Fe3Al基合金广泛使用的两个主要缺陷得到弥补.目前Fe3Al基合金应用方面的研究已越来越受到重视[5,6],然而关于其加工性能的报道却仍不多见.由于变形速率对材料的变形行为有很大的影响,而实际加工中的变形速率远大于一般拉伸试验所采用的变形速率,因此研究较高变形速率下Fe3Al基合金的变形行为与低速变形时的区别和联系,将十分必要.本文就针对目前广泛采用的Fe3Al基合金的中温加工温度区间600℃,研究了不同变形速率对变形行为的影响.     

金属间化合物的组织超塑性行为

综述了金属间化合物的组织超塑性行为的最新进展状况,介绍了镍基（Ni3Al,Ni3Si,NiAl）、钛基（TiAl,Ti3Al）、铁基（Fe3Al,F3Al和Fe3Si）和钴基（Co3Ti）金属间化合物的粗晶和细晶组织的超塑性行为（CSS and FSS）,着重于微观组织的分析以及变形机制的阐述,讨论了动态再结晶（DRX）在超塑性变形中的作用;传统的动态再结晶（DRX）是细晶结构金属间化合物超塑性变形的一种有效的协调机制。而连续的动态再结晶（CRX）是粗晶结构金属间化合物超塑性变形的主要机制。还展望了金属间化合物超塑性的研究方向。     

稀土元素Y对TC4钛合金力学性能的影响

为探讨稀土元素Y对TC4钛合金力学性能的影响,熔炼制备出稀土元素Y含量(质量分数)为0.3%、0.6%、0.9%的TC4-Y钛合金,然后分别检测TC4-Y钛合金的致密度、硬度、室温拉伸性能及高温拉伸性能。结果表明,随着Y元素含量的升高,合金的致密度、硬度、强度及塑性先升高后降低。当Y含量为0.3%时,TC4钛合金的硬度最高;当Y含量为0.6%时,TC4钛合金的致密度最高,强度及塑性最好。在钛合金中加入稀土元素Y后,钛合金的晶粒尺寸迅速降低。综合考虑,当稀土元素Y的含量为0.6%时,TC4钛合金的力学性能最佳。      

Y-Al化合物对铝合金性能影响的价电子理论分析

Y是稀土铝合金中常用的添加元素,Y和Al可以形成五种不同的化合物,Y-Al化合物对稀土铝合金的性能有重要的影响.基于固体与分子经验电子理论(EET)和键距差方法(BLD),计算了五种Y-Al化合物的价电子结构和化学键键能,从价电子结构层次探讨了五种Y-Al化合物对稀土铝合金强度、塑性和高温稳定性的影响.计算结果表明,五种Y-Al化合物对铝合金的室温强度都有较好的增强作用;YAl3的塑性最好但稳定性极差;Y3Al2和Y2Al的脆性高,对铝合金的塑、韧性有严重的削弱;YAl2的强度和塑性居中,但稳定性最强,熔点高,对铝合金的室温强度、高温稳定性和高温强度都有显著的贡献.因此,在稀土铝合金的制备中,应促进YAl2相的生成.     

Fe3Al基金属间化合物涂层的研究进展

Fe3Al金属间化合物具有良好的高温性能,在钢表面制备Fe3Al基金属间化合物涂层能有效提高基体在高温下的抗氧化、耐腐蚀、耐摩擦和抗冲蚀性能,其抗硫化性能甚至优于不锈钢.相比于同等功能的陶瓷涂层,Fe3Al涂层与基体有更好的相容性.综述了Fe3Al基金属间化合物涂层的研究现状,介绍了涂层性能及影响因素,涂层制备的主要工艺方法和技术特点,主要包括热喷涂、堆焊、激光合成等.     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层的高温摩擦磨损特性

采用滑动磨损试验方法研究在室温至650℃温度下高速电弧喷涂Fe—A1／WC金属间化合物复合涂层与Si3N4陶瓷球配副时的摩擦磨损特性，并探讨复合涂层的高温摩擦磨损机理。结果表明，随着试验温度的升高，Fe—Al／WC复合涂层的摩擦系数降低，而磨损率仍保持在较低的水平。高温下复合涂层滑动摩擦系数降低的主要原因是由于磨损面发生摩擦氧化反应而形成的起到固体润滑的作用氧化物保护层。剥层磨损是Fe—Al／WC复合涂层高温磨损的主要机理。涂层中Fe3Al和FeAl金属间化合物相较高的高温强度和硬度，能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂，从而使复合涂层表现出优异的高温耐磨性。650℃时Fe—Al／WC复合涂层的磨损率有所提高，这可能与高温下涂层表面WC颗粒的氧化和脱碳分解有关。     

稀土Mg-Gd系合金的研究现状与展望

Mg-Gd系镁合金因满足航空航天材料轻量化、高温强度的要求而受到极大关注。简述了稀土Mg-Gd系合金的研究现状。从合金氧化夹杂、流动性能、Gd在合金中的偏析以及合金的热裂性等方面阐述了浇铸法制备Mg-Gd系合金的铸造性能。通过统计比较了近年来在Mg-Gd基础上设计出的合金在不同状态下的强度、塑性数据。阐述了合金在低温、室温下的强度与抗蠕变性能、高温压缩性能和短时强度等高温力学性能及各自的断裂机制。最后,叙述了该合金系的耐腐蚀性能,并展望了该合金系的研究前景。     

高温结构用Ni3Al基双相合金IC10的研究

本文采用定向凝固技术制备了Ni3Al基双相合金IC10,并测试了该合金的各种性能.同时采用金相、SEM等测试手段分析了合金的微观结构.结果表明,该合金不仅具有很高的室温塑性和高温持久强度,而且抗氧化、抗腐蚀性能良好.     

硬质相对冷喷涂FeAl金属间化合物涂层性能的影响

FeAl金属间化合物具有优良的物理性能和力学性能,但其室温塑性和断裂韧性低,限制了其工程应用.利用机械合金化制备了Fe(Al)固溶体合金粉末及Al2O3,WC硬质相增强的复合合金粉末,通过冷喷涂沉积涂层并结合后热处理原位反应制备了FeAl金属间化合物涂层及其复合涂层.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及显微硬度仪等研究了硬质相对球磨粉末组织结构、冷喷涂FeAl金属间化合物涂层组织结构及性能的影响.结果表明.硬质相可显著加速球磨粉末内部层状结构的细化程度,喷涂态涂层具有不同于传统热喷涂涂层的层状组织结构,热处理可实现喷涂态涂层中Fe(Al)固溶体向FeAl金属间化合物的原位转变,致使层状结构消失,获得无粒子界面的FeAl金属间化合物涂层,弥散分布的硬质相可显著提高冷喷涂FeAl金属间化合物涂层的强化稳定性.     

铋对2091Al—Li合金拉伸性能和断裂行为的影响

一、前言 Al—Li合金由于有高的比强度和比刚度,又有优良的抗疲劳裂纹扩展阻力和超塑性,因此是一种具有潜力的新型航空结构材料。但研究中发现,Al—Li合金的塑性、韧性低于目前航空工业中广泛使用的2024、7075等铝合金,若需在航空工业中大量使用Al—Li合金,必须进一步提高其塑性、韧性。Al—Li合金塑性、韧性低的原因已有大量研究报道,其中微量杂质元素在晶界偏聚导致的晶界脆化是一个不可忽视的重要原因,如低熔点碱金属Na、K、Ca在晶界偏聚可加速沿晶断裂甚至解理断裂,降低塑性、韧性,其中Na的危害最大。减少或消除碱金属引起的脆化有以下二条途径:一是采用尽可能低的Na、K、Ca含量的高纯合金配料;二是加入微量合金元素,改变这些有害杂质的分布状态与之形成化合物,从而减少它们在晶界的偏聚。研究表明,在Al—Mg合金中加入少量Bi可中和Na的有害作用,减少热裂倾向并提高合金的延伸率。此外,Vaynblat等人在01420Al—Li合金中加入少量Bi、Fe、Si元素,改善了合金的断裂韧性。我国的Al—Li等原材料中Na的含量较高,因此减少Na在Al—Li合金中的有害作用是十分重要的。本文的目的是研究微量Bi对2091Al—Li合金室温拉伸性能和断裂行为的影响,并考察Bi在减少Na的有害影响方面的效果。