脉冲加热惰气熔融-红外/热导法测定镍基高温合金粉末中氧和氮

镍基高温合金粉末中氧和氮对镍基高温合金综合性能有重要影响.采用氧氮氢联用分析仪对镍基高温合金粉末中氧、氮含量同时测定的方法进行研究.探讨分析功率、助熔剂、石墨坩埚、镍箔质量与称样量组合对测试结果的影响,推荐合适的测试条件.结果 表明:分析功率为5.5 kW时,样品完全熔融,释放曲线峰形对称且无拖尾;0.2g镍箔作为助熔...     

铼在镍基单晶高温合金中的作用

镍基单晶高温合金因其优异的高温强度和良好的组织稳定性,广泛应用于航空航天领域.为了提高其承温能力,自第二代开始镍基单晶高温合金中便加入了铼(Re).经过几十年的发展,镍基单晶高温合金已经发展到第七代,Re已经成为了先进镍基单品高温合金中不可缺少的元素.简述了镍基单晶高温合金的发展历程,综述了Re对镍基单品高温合金显微组...     

氩气雾化镍基粉末高温合金及粉末特性研究进展

概述了国内外镍基粉末高温合金的发展、氩气雾化制粉技术的特点、氩气雾化镍基高温合金粉末的特性和增材制造用镍基高温合金粉末的发展方向，重点介绍了镍基高温合金粉末的形貌与粒度控制、氧化特性、气体脱附行为和缺陷形成及控制措施。讨论了镍基高温合金粉末特性与合金缺陷之间的内在关系，总结了缺陷消除措施的研究进展，明确了未来粉末涡轮盘用氩气雾化镍基高温合金粉末质量优化的发展方向，并对高品质氩气雾化镍基高温合金粉末促进增材制造技术在航空航天领域的应用进行了展望。     

一种镍基单晶高温合金的再结晶

 研究了喷丸压力和喷丸时间对一种镍基单晶高温合金再结晶的影响。运用再结晶动力学,分析并探讨了喷丸处理后镍基单晶高温合金的再结晶动力学特征。结果表明:在固溶处理条件下,该镍基单晶高温合金很容易发生再结晶。喷丸处理压力越大,再结晶趋势越强。     

夹杂物对粉末冶金高温合金力学性能的影响

综述了非金属夹杂物对粉末冶金镍基高温合金力学性能影响的研究现状,特别着重夹杂物尺寸、位置、形态、数量等对粉末冶金镍基高温合金低周疲劳寿命(LCF)的影响。文中提出粉末冶金高温合金存在的问题及今后的研究方向。     

镍基高温合金γ'相粗化的三维相场法研究进展

镍基高温合金以其优异的抗疲劳性能、韧性、高温蠕变强度、表面稳定性、抗氧化和抗热腐蚀性能,在航空航天领域引起了广泛的关注。γ'相为Ni3X结构的有序沉淀相,是镍基高温合金最主要的强化相,其粗化行为显著影响着镍基高温合金的高温性能,因而近年来投入了大量的人力物力对γ'相粗化行为进行研究。由于实验二维视场的尺寸限制,对γ'相粗化行为的三维相场法研究发展迅速。在对相场法界面模型及其本质进行阐述的基础上,综述了近年来国内外对镍基高温合金γ'相粗化行为的三维相场法研究结果,并指出了材料科学家们通过实验方法对镍基高温合金进行三维研究的不懈努力,为进一步利用三维相场法研究γ'相粗化行为提供参考,以不断优化镍基高温合金实验参数,减少实验的重复,节约经费和时间。同时,展望了三维相场法研究镍基高温合金的研究方向。     

夹杂物对粉末冶金高温合金学性能的影响

综述了非金属夹杂物对粉末冶金镍基高温合金力学性能影响的研究现状，特别着重夹杂物尺寸、位置、形态、数量等对粉末冶金镍基高温合金低周疲劳寿命（LCF）的影响影响。文中提出粉末冶金高温合金存在的问题及今后的研究方向。     

镍基高温合金脱氮工艺研究

研究了采用氧化钙坩埚真空感应熔炼镍基高温合金过程中的脱氮工艺,实验结果表明采用优化的真空感应熔炼工艺,可以把镍基高温合金中的氮含量从0.0011%降低到0.0002%,初步分析了镍基高温合金中钛与氮的相互作用,近似地计算出二者之间的相互作用系数eTNi=-5.79。     

镍基高温合金均质化冶炼研究进展

高温合金的冶金质量与材料的综合使用性能密切相关,均质化冶炼已经成为改善合金成分、组织和第二相分布均匀性,提高合金力学性能的重要途径.在总结前人研究的基础上,综述了镍基高温合金均质化冶炼的影响因素和改善合金均质化水平的有效措施,重点讨论了凝固偏析、元素烧损和均匀化处理对合金均质化的影响,以期为提高镍基高温合金的均质化冶炼...     

GH4169镍基高温合金车削过程刀片磨损失效机理浅析

由于镍基高温合金在切削加工过程中易发生切削温度高、刀片磨损大、加工硬化现象严重等问题,导致镍基高温合金非常难以加工。本文通过对常规的车削过程的微观观测与分析,研究了镍基高温合金在车削过程中刀片的磨损失效过程与机理,以期为其切削性能的改善提供支持。结果表明,在切削GH4169镍基高温合金时,车削刀片的磨损形式主要包括前刀面磨损、后刀面磨损、沟槽磨损以及刀尖磨损。上述磨损形式由粘结磨损、磨粒磨损和氧化磨损几种磨损机理相互作用和影响形成。其中,粘结磨损是刀片切削镍基高温合金过程中最主要的失效机制,是引起其它失效形式的源头。     

电感耦合等离子体质谱法测定镍基单晶高温合金中痕量稀土元素

镍基单晶高温合金中稀土元素的含量会对其热学性能和稳定性能产生重要影响,因此需要对其中稀土元素进行准确监控和严格测定。采用3 mL盐硝混酸(盐酸与硝酸体积比为5∶1)-1.5 mL过氧化氢溶解镍基单晶高温合金样品,以Sr为内标对Sc进行校正,以Rh为内标对La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y进行校正,用基体匹配法绘制校准曲线克服基体效应,以氦气作为碰撞气采用碰撞池反应模式消除轻质稀土元素所形成氧化物、氢氧化物离子对重质稀土元素¹⁵³Eu、¹⁵⁷Gd、¹³⁶Dy、¹⁶⁶Er的干扰,实现了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对镍基单晶高温合金中痕量稀土元素的测定。在优化的实验条件下,校准曲线线性相关系数均达到了0.999以上,线性范围为4~100 ng/mL,方法检出限为0.013~0.027 μg/g,定量限为0.04~0.09 μg/g。将实验方法应用于镍基单晶高温合金实际样品中稀土元素的测定并进行加标回收试验,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)不大于5.6%,回收率为94%~106%。     

氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定镍基高温合金中铋和碲

采用盐酸、硝酸混合酸溶解样品,在盐酸介质中加热预还原,以柠檬酸和氟化铵作干扰抑制剂,盐酸(1+9)为载流,控制硼氢化钾的质量浓度为20 g/L,建立了氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定高温镍基合金中痕量铋和碲的方法。实验表明:铋和碲的质量浓度均在2～10 μg/L以内与相应的荧光强度呈线性关系,方法的检出限分别为0.000 3 μg/L和0.002 μg/L。干扰试验表明:铋、碲在10 μg/L以内对彼此无干扰;加入5.0 mL 400 g/L柠檬酸溶液、5.0 mL 200 g/L氟化铵溶液可消除钴、铌、钼、铜对铋、碲测定的干扰;基体镍和主量元素铬、铁对铋、碲测定的干扰可通过基体匹配法消除。采用方法对高温镍基合金标准样品进行测定,测定值与认定值相符,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)均不大于5％。     

多元光谱拟合-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定含铌镍基高温合金中铜

样品经盐酸、硝酸和氢氟酸溶解后,选择Cu 327.393 nm作为分析线,选用多元光谱拟合(MSF)校正谱线干扰,建立了使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定含铌镍基高温合金中铜的方法。结果表明,含铌镍基高温合金中的共存元素铌对测定元素铜存在严重的谱线干扰,使ICP-AES测定结果存在较大误差,而使用MSF可有效校正铌对铜的谱线干扰,铜的质量分数在0.001 5%~0.025%范围内与发射强度呈线性,校准曲线线性相关系数R²=1.000 0;方法检出限为0.000 2%。按照实验方法测定含铌镍基高温合金标准样品中的铜,结果的相对标准偏差(RSD,n=8)为2.1%,测定值与认定值相符。     

碰撞反应池-电感耦合等离子体质谱法测定镍基高温合金中痕量铜锌钡

在采用电感耦合等离子体质谱法对镍基高温合金中Cu、Zn、Ba进行测定时,Ti、Cr、Mo合金元素形成的多原子离子如⁴⁷Ti¹⁶O⁺、⁵⁰Cr¹⁶O⁺、⁹⁸Mo⁴⁰Ar⁺会干扰测定。实验采用王水-氢氟酸溶解样品,选择⁶³Cu、⁶⁶Zn、¹³⁸Ba作为分析同位素,选择He碰撞反应池模式,用基体匹配法绘制校准曲线,Sc、Rh混合内标校正基体效应及仪器信号漂移的影响,实现了电感耦合等离子体质谱法对镍基高温合金中Cu、Zn、Ba的测定。考察了在标准模式和He碰撞反应池两种模式下Ti对Cu、Cr对Zn、Mo对Ba测定的影响。结果表明,在标准模式下,⁴⁷Ti¹⁶O⁺、⁵⁰Cr¹⁶O⁺、⁹⁸Mo⁴⁰Ar⁺带来的干扰不可忽略,而采用He碰撞反应池模式可成功克服上述干扰。分别在标准模式和He碰撞反应池两种模式下采集1 000 μg/mL Ti溶液中Cu的信号强度、1 000 μg/mL Cr溶液中Zn的信号强度、1 000 μg/mL Mo溶液中Ba的信号强度。结果表明,在He碰撞反应池模式下,3种待测元素的背景等效浓度(BEC)比标准模式降低至少一个数量级。在优化的实验条件下,校准曲线的线性相关系数大于0.999 0,方法的检出限和定量限分别为0.074~0.131 μg/g和0.25~0.43 μg/g。采用所建立的方法测定镍基高温合金标准物质和实际样品中Cu、Zn、Ba,并进行加标回收试验。结果表明,Cu、Zn测定结果与认定值相符;3种元素测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)小于4.0%;加标回收率为93%~105%。     

高频燃烧红外吸收法测定镍基高温合金中碳的助熔剂影响探讨

对高频燃烧-红外吸收法测定镍基高温合金中碳的实验条件进行了探讨,并考察了助熔剂的种类、加入方式、用量以及样品称样量对测定的影响。实验表明:添加0.4 g铁助熔剂与1.2 g钨锡助熔剂于试样底部时,样品燃烧情况最佳;称取0.5 g试样,既能防止样品燃烧溢出,又能保证样品有代表性。方法的测定范围为0.000 5%～0.23%,测定下限为0.000 5%。采用实验方法分析普通精密铸造合金、变形高温合金、定向凝固高温合金等不同工艺制备的镍基高温合金以及其他镍基合金,测定值与认定值相符。将实验方法应用于镍基高温合金标准样品和实际样品中碳的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=8)为0.16%～3.3%。     

电感耦合等离子体串联质谱法测定高温合金中痕量砷

高温合金中Co含量较高,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定高温合金中As时,⁵⁹Co¹⁶O⁺会严重干扰As的分析,这一直是ICP-MS测定高温合金中痕量As的研究难点。在串联四极杆(MS/MS)模式下向碰撞/反应池内通入O₂,设置一级质量过滤器(Q1)m/z=75,⁷⁵As⁺可以与O₂反应生成⁷⁵As¹⁶O⁺,而干扰离子不能与O₂发生反应,将二级质量过滤器(Q2)设置为m/z=91,仅⁷⁵As¹⁶O⁺通过并被检测器检测,从而避免了⁵⁹Co¹⁶O⁺的质谱干扰。据此,建立了电感耦合等离子体串联质谱法(ICP-MS/MS)测定高温合金中痕量As的方法。采用As质量浓度为1.000 ng/mL、Co质量浓度为1.000~1 000 μg/mL的系列标准溶液考察了单四极杆和MS/MS两种模式下Co对As测定的质谱干扰。结果表明,在MS/MS模式下,As的回收率均在100%左右,这说明在MS/MS质量转移模式下,采用O₂为反应气,通过两次质量选择,可以成功消除Co基体带来的严重干扰。对O₂流速进行了优化,选择O₂流速为0.375 mL/min。方法线性范围为1.00~100 ng/mL,线性相关系数为1.000 0,检出限为0.006 7 μg/g,定量限为0.023 μg/g。选择纯钴标准样品为测定对象,按照实验方法对其中As进行测定,并进行加标回收试验,回收率在96%~102%之间。采用所建立的方法对镍基高温合金标准物质和高温合金样品中As进行测定,测定结果分别与认定值或原子荧光光谱法测定值基本一致,实际样品测定结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为1.6%～2.8%。     

碘量法测定铟锡氧化物靶材废料中锡

提出了一种测定铟锡氧化物（ITO）靶材废料中锡量的分析方法,并对ITO靶材废料样品的分解方法、还原酸度的范围、基体和共存元素的干扰进行了探讨。结果表明：采用过氧化钠熔融分解样品,以铁粉还原、过滤分离部分共存元素,还原酸度（V/V）控制在35%~50%,在保护气氛下,用铝片将锡还原为二价锡,以淀粉为指示剂,碘量法测定锡时,效果较佳。采用方法对国内外6个ITO靶材废料代表试样进行分析,结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICPAES）吻合,10次平行测定的相对标准偏差（RSD）为029%～15%,加标回收率在99%～100%之间。     

沉淀分离-电感耦合等离子体质谱法测定高温合金中痕量镉

镉对高温合金的力学性能和组织会产生有害影响,因此需控制和准确测定高温合金中镉的含量。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定高温合金中镉时,样品中含量较高的钼对镉的测定产生干扰。采用盐酸-硝酸-氢氟酸溶解样品,加入乙酸铅与钼反应生成钼酸铅沉淀以实现钼与待测元素的分离,用铑为内标元素克服基体效应和仪器信号漂移,选择¹¹¹Cd为待测同位素,建立了ICP-MS测定高温合金中痕量镉的方法。采用扫描电子显微镜和微束分析能谱分别对沉淀静置前的悬浊液以及老化后得到的沉淀分析,优化了沉淀的条件。校准曲线的线性相关系数为0.999 8,检出限为0.070 μg/g,定量限为0.20 μg/g。选用中国科学院金属研究所自行冶炼的高温合金样品和高温合金标准物质为考察对象,采用实验方法对其中镉进行测定,测定结果分别与认定值或石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定值基本一致,实际样品测定结果的相对标准偏差(RSD,n=9)为0.46%～7.4%。     

液-液微萃取分光光度法测定钢铁及合金中钒

结合自行设计的50 μL液滴吸光度测定的分光光度计,建立了液-液微萃取分光光度法测定钢铁及合金中钒的分析方法。当萃取剂(三氯甲烷)用量为0.50 mL,萃取时间为60 s,钽试剂三氯甲烷的浓度为2.0 g/L,测定效果最佳。实验表明,钒在0.025~0.5 μg/mL范围内与其对应的吸光度呈良好的线性关系,线性方程为A=4.135 ρ,线性相关系数r=0.999,方法检出限为0.002 μg/mL。方法应用于钢铁及合金标准物质中钒的测定,结果与认定值相同,相对标准偏差(RSD,n=5)为1.5%~4.1%。     

电感耦合等离子体质谱法测定地质样品中硼

采用氢氧化钾碱熔样品, 以热水浸出, 硝酸中和后, 建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定地质样品中硼元素的分析方法。讨论了熔样方法、氢氧化钾用量、溶液酸度对测定的影响。结果表明, 0.100 0 g样品可以被1.0 g 氢氧化钾完全熔融, 测定溶液中硝酸的体积分数为2.0%时对测定的影响可忽略。选择¹¹B作为分析同位素, 以¹⁰³Rh为内标降低了基体效应和分析信号漂移对测定结果的影响。方法线性范围为2.5～1 250 μg/g, 方法检出限为0.52 μg/g。方法用于水系沉积物、土壤、岩石标准物质的测定, 结果均在认定值的允许误差范围内, 相对标准偏差(RSD, n=10)小于8%。