空位浓度对TiAl涂层阻尼性能影响的研究

为了研究空位缺陷对γ-TiAl涂层阻尼性能的影响,采用分子动力学方法(MD)对不同空位浓度的γ-TiAl涂层模型进行往复振动模拟计算。比较分析了应力-应变、储存势能、位错线密度、缺陷面积的变化及微观结构的变化机理。结果表明：随着空位浓度的升高,γ-TiAl涂层能耗逐渐增加,弹性模量逐渐减小,涂层提前发生疲劳破坏;不同空位浓度γ-TiAl涂层的储存势能均呈周期性变化,变化幅度随空位浓度的升高而逐渐减小;在振动模拟过程中,空位缺陷会演化为位错线及其它缺陷,导致位错密度和缺陷面积升高,不同缺陷的运动、演化及湮灭是γ-TiAl涂层产生能耗的主要来源;另外,高空位浓度的γ-TiAl涂层内部产生较多的塑性变形,出现颈缩和孔洞等缺陷,使阻尼发生失效。     

TiAl合金表面热障涂层的高温抗氧化性能研究

利用大气等离子喷涂技术(APS)在TiAl合金基体表面制备TiAl₃/Al₂O₃-13TiO₂纳米热障涂层。采用SEM、EDS和XRD技术分析纳米热障涂层在氧化前后的微观组织及相组成,并对其在950℃下的抗氧化性能进行测试。结果表明,TiAl合金表面制备TiAl₃/Al₂O₃-13TiO₂纳米热障涂层后高温抗氧化性能显著提高,氧化动力学曲线呈对数变化规律,950℃高温氧化时,氧化速率常数为3.7×10^-3 mg²·cm⁴/s。在高温氧化过程中,TiAl₃粘结层与TiAl合金基体之间发生元素扩散,TiAl合金基体与粘结层之间界面消失。在陶瓷层与粘结层之间形成均匀连续的热生长氧化物层(TGO),在TiAl₃粘结层完全降解为TiAl₂相和三元Ti-Al-O化合物后,TGO对陶瓷层和粘结层仍...     

材料阻尼及ZA合金阻尼性能的研究现状

综述材料的阻尼特性及ZA合金阻尼性能的机制测量方法与研究现状。     

TiAl合金的热加工、组织和性能

采用水冷铜坩埚感应熔炼技术制备了高质量的Ti-43Al-9V-0．3Y合金铸锭,该合金铸态组织为近层片组织结构,层片团簇的体积分数为85％左右,大小约为80μm,块状卢和γ相位于层片团簇边界。层片结构中除了γ和α2相外,还存在少量的口相析出物。Ti-43Al-9V-0．3Y合金具有良好的热加工性能,通过包套锻造和包套轧制技术,成功制备了大尺寸TiAl合金锻饼和国内最大尺寸TiAl合金板材,其尺寸分别为犯60mm×24mm和500mm×300mm。经热变形后,Ti-43Al-9V-0．3Y合金的显微组织明显细化,力学性能得到了显著提高。     

温度对TiAl涂层微裂纹扩展影响的分子动力学研究

运用分子动力学方法对不同温度下TiAl合金的微裂纹扩展过程进行了研究,建立了TiAl合金分子动力学模型,通过共同近邻分析和位错分析得到了其在微观尺度下裂纹扩展的变形机制,并采用扫描电镜原位拉伸TiAl涂层试验对模拟结果进行了验证。结果表明,在分子动力学模拟和扫描电镜原位拉伸试验中均可见裂纹向前方[100]晶向扩展,在临近孔洞时,裂纹扩展路径向[110]晶向扩展。在应力加载过程中,体系会发生裂纹尖端钝化、孔洞引导裂纹扩展改变初始扩展方向以及边界塞积等现象。随着温度的升高,原子的活性增强,热运动加剧,裂纹钝化速度增加,裂纹扩展速度变慢。体系的能量随着温度的升高而增加,当温度为500 K时,应力达到最大。温度为300～500 K时,TiAl合金的抗塑性较好,晶体结构较稳定,温度为500～1100 K时,体系易发生塑性变形,引发位错增殖,原因是1/2<110>(Perfect)位错与1/6<112>(Shockly)位错在裂尖前方塞积抑制了裂纹的扩展。     

TiAl合金表面机械研磨渗铝涂层的制备及高温性能

利用机械研磨渗在TiAl合金表面制备了铝化物涂层。在600℃经过150 min的振动处理后,TiAl合金表面形成了约为30μm的涂层。该涂层均匀致密,Al和Ti元素沿涂层均匀分布。XRD分析表明该涂层的相结构为Al3 Ti相。在900℃下,经过300 h的循环氧化后,该铝化物涂层表面形成了一层连续均匀的Al2 O3膜,表现出良好的抗氧化和抗剥落性能。相比之下,TiAl合金空白样表面形成了分层结构的氧化层,主要由Al2O3和TiO2混合氧化物组成,因此表现出较差的高温性能。     

微弧氧化处理对TiAl合金抗氧化性能的影响

尝试了通过微弧氧化陶瓷化处理来提高ＴｉＡｌ合金的抗高温氧化性能。结果表明,通过微弧氧化处理能在ＴｉＡｌ合金表面形成具有不同成分的陶瓷层,但难以形成单一的Ａｌ２Ｏ３陶瓷层。在８５０℃的氧化实验表明,不同成分的陶瓷层对ＴｉＡｌ的抗氧化性能有不同的影响,有些陶瓷层在氧化过程中剥落,对ＴｉＡｌ的抗化性能无明显改善;另有一些陶瓷层与基体粘附性好,在氧化过程不剥落,能在一定程度上提高ＴｉＡｌ的抗氧化性能,但氧     

Cu-Al-Be-X合金阻尼性能研究

研究了Ｃｕ－Ａｌ－Ｂｅ－Ｘ合金在铸态、空冷淬火及水冷淬火态下的阻尼性能。结果表明该合金热弹性马氏体界面数量越多,过饱和空位越少,阻尼越高;并且在马氏体界面数量一定的情况下,随着应变振幅的增大,阻尼增大。     

TiAl合金基体表面Ti薄膜在升温过程中结构变化的分子动力学模拟

应用分子动力学方法计算了TiAl合金基体表面的Ti薄膜在温度升高过程中的结构变化,计算中所用的势由嵌入原子模型得到,TiAl合金基体表面的结构分为Ti和Al原子层2种情况.通过对键类型、原子均方位移、原子密度分布和分层局域结构内的原子排布等随温度的变化进行分析,发现在升温过程中由于原子之间位置的交换,薄膜结构分阶段发生变化;基体表层分别为Ti或Al原子层时,Ti薄膜内的原子排列结构呈现出不同的变化形式.     

TiAl合金表面EB-PVD制备热障涂层及高温抗氧化性能

利用EB-PVD技术在Ti Al合金表面制备了扩散铝/YSZ热障涂层。采用SEM、EDS和XRD分析了涂层原始及高温氧化后的微观组织及相组成,并测试了高温氧化性能。结果表明:涂层表面YSZ层为致密柱状晶结构,由非平衡四方相t′-ZrO_2组成。Ti Al合金沉积了扩散铝/YSZ热障涂层后高温氧化性能显著提高,氧化动力学曲线呈对数变化规律,900℃高温氧化时,氧化速率为2.2×10~(-5) mg/cm~2·h。1000℃高温氧化时,氧化速率为1.14×10~(-3) mg/cm~2·h。在高温氧化过程中,粘结层与基体之间发生元素扩散,膜基界面消失。在面层与中间粘结层之间形成了均匀连续的热生长氧化物层TGO。     

TiAl合金激光表面原位TiC颗粒增强涂层及高温抗氧化性能

以高纯石墨粉和C Nb混合粉末为原料,对Ti-46Al-2Cr-1．5Nb-1V合金进行了激光表面合金化处理,对激光改性层的显微组织以及成分进行了观察与分析,并对该合金原始组织及经C和C Nb激光表面改性层的高温抗氧化性能进行了对比分析研究。结果表明,C和C Nb激光表面合金化处理后,在合金表面均“原位”形成了TiC颗粒,Nb以固溶原子形式存在于表面改性层中,TiC颗粒的大小,形态及分布强烈取决于激光工艺参数;激光表面处理后的合金的抗氧化性能明显高于未经激光处理的铸态组织,而且在石墨粉中掺杂Nb粉,处理后的合金具有最佳的抗氧化性能。     

Fe—Cr—Al—Si合金阻尼性能研究

采用倒扭摆内耗测试仪研究了Ｓｉ对Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ减振合金阻尼性能的影响,结果表明：在Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ中添加少量Ｓｉ（质量分数约为１％）或以Ｓｉ代替Ａｌ并经１２７３Ｋ及以下温度退火后,合金的阻尼性能（对数衰减率）优于Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ,但经１２７３Ｋ以温度退火后,阻尼性能不及Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ;以少量Ｓｉ代替Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ中少量Ａｌ并经１３７３Ｋ以上温度退火空冷后,合金的阻尼性能比Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ提高     

全层状TiAl合金室温拉伸性能的影响因素

研究了显微组织和应变速率对全层状Ti-47Al-2Cr(at%)合金室温拉伸性能的影响，结果表明，全层状TiAl基合金的室温拉伸强度和室温延伸率随晶团尺寸和层片间距的减小而提高；其室温拉伸强度随应变速率的加快而提高；而应变速率对其室温延伸率的影响与显微组织相关，低延性全层状TiAl基合金的室温延伸率对应变速率不敏感，而高延性全层状TiAl基合金的室温延伸率对应变速率敏感，并随应变速率的加快而提高。     

TiAl合金激光熔覆复合材料涂层耐磨性研究

利用预涂NiCr-Cr3C2复合粉末对γ-TiAl合金（简称TiAl合金）进行激光熔覆处理,制得了以Cr7C3、TiC硬质相为耐磨增强相,以γ-NiCrAl镍基固溶体为基体的复合材料涂层,研究了原始TiAl合金和激光熔覆涂层的室温和高温（600℃）滑动磨损性能,并讨论了原始TiAl合金和所制备涂层的室温和高温滑动磨损机理。结果表明：激光熔覆复合材料涂层均具有较好的室温和高温滑动磨损耐磨性。室温下涂层的耐磨性先随着其中硬质耐磨增强相体积分数的增加而提高,但当耐磨相体积分数过高时,由于涂层脆性增大,其耐磨性反而下降。     

TiAl合金表面抗高温氧化涂层研究

研究了TiAl合金表面双层辉光离子渗Cr层、等离子喷涂以及激光重熔MCrAlY涂层在850℃的循环氧化行为.用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS),辉光放电光谱分析仪(GDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了涂层氧化前后的表面形貌、微观组织和相组成.结果表明,渗Cr层组织均匀、致密,且与TiAl合金基体为梯度冶金结合;经过激光重熔处理后,等离子喷涂MCrAlY层的片层状组织得以消失,致密性提高;几种涂层均不同程度地提高了TiAl合金的抗高温氧化性能,其中渗Cr层在氧化初期表现出较好的抗氧化性能,但在长期循环氧化过程中存在局部氧化层剥落现象,等离子喷涂MCrAlY层能显著提高TiAl合金的抗高温氧化性能,经过激光重熔后可进一步提高其抗高温氧化性能.     

TiAl合金显微组织细化

合金化与热加工工艺对TiAl合金的组织、性能及成形有着重要的影响,简述了通过合金化细化TiAl合金凝固组织,以及熔模精密铸造、包套锻造、板材轧制、快速凝固、机械合金化与烧结等热加工技术,并探讨了不同热加工技术对TiAl合金的显微组织与性能的影响.     

高阻尼钢结构材料的制备与性能研究

在Q345B钢中复合添加合金元素Mg、Zn和Y,采用中频感应电炉熔炼、电渣重熔和正火处理后,进行抗拉性能和阻尼性能的测试。结果表明:与未添加合金元素的Q345B钢相比,复合添加合金元素Mg、Zn和Y,可使其抗拉强度提高97 MPa、在200℃时的阻尼性能增大17.4倍,材料的抗拉性能和阻尼性能得到显著提高;Q345B钢中合金元素Mg、Zn和Y的优选含量为:1.2%Mg、0.6%Zn和0.1%Y。     

ZA27-4%Si合金的阻尼性能及阻尼机理

利用低频内耗测试技术研究了ZA27-4%Si合金的阻尼性能, 分析了合金的阻尼机理. 结果表明 ZA27-4%Si合金阻尼随频率增大而减小, 随温度升高而增大, 阻尼不随应变振幅的变化而变化ZA27-4%Si合金室温阻尼为5.83×10-3, 与ZA27合金阻尼相当ZA27-4%Si合金的阻尼是由合金内部的晶界和相界面滑动、位错振动以及各相的热膨胀系数和弹性模量间差造成的微塑性变形共同造成的. 硅合金化的ZA27合金具有良好耐磨减摩性能和减振性能.     

高阻尼铸铁的阻尼性能

研究了高阻尼铸铁的振幅效应和高阻尼铸铁在低频率和较高频率测量条件下的阻尼性能,并分别与相同碳当量的灰铁进行了比较。