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.     

含微量Y的Ni-20Al-30Fe定向合金的研究

一、引言 近年来,在金属间化合物中,特别是Ni—Al系长程有序金属间化合物作为高温结构材料应用前景日趋明显。B_2型Ni—Al化合物具有高熔点、低密度、高热传导性以及优良的抗氧化性能等特点,作为航空航天工业耐热结构材料具有更大潜力。但由于它低温塑性差,中温、高温强度低,限制了它的应用。为了改善低温塑性和提高中温、高温的强度,人们正进行各方面的努力。In-oue等人研究了快速凝固法制备Ni—20Al—30Fe线材合金性能,Sumit Guha等人也对同一成分合金通过热挤压成型工艺研究了该挤压合金的室温性能。结果表明,Fe的加入可提高B_2型NiAl合金的室温塑性,但对高温性能未作报道,这一较好的结果说明了Ni—Al—Fe系合金是值得重视和研究的。在高温合金和在Ni_3Al金属间化合物的研究中发现,少量的稀土元素Y的加入对合金塑性和抗氧化性有好处。为此,我们试图通过加入微量稀土元素Y(0.01wt％)和采用定向结晶工艺,达到提高Ni—20Al—30Fe合金的强度与塑性的目的。     

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。     

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.     

机械合金化法合成金属间化合物NiAl粉末

由于NiAl基金属间化合物的一些优异性能,长期以来作为高温结构的候选材料而得到了广泛的关注。本文中用机械合金化法合成了NiAl金属间化合物粉末,详细介绍了球磨工艺,对NiAl金属间化合物粉末的形貌和物相进行表征。结果表明,金属Ni和Al的粉末在球磨机内仅球磨5h就可以使大部分金属粉末转化为NiAl金属间化合物,随着球磨时间的延长,金属间化合物有细化的趋势。     

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.     

TiC/NiCrMoAlTi金属陶瓷烧结过程研究

用DTA方法研究了TiC/NiCrMoAlTi金属陶瓷复合材料体系烧结过程,结果表明：温度升高到590－665℃,Al与Ni发生反应,生成NiAl3,Ni2Al3,NiAl和Ni3Al,继续升温到体系出现液相时,除NiAl外的其它产物均以[Al]和[Ni]形式溶于液相中,在随后冷却阶段,在粘结相基体中沉淀析出金属间化合物Ni3Al。该金属陶瓷体系真空烧结液相出现温度约为1330℃。     

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。     

高性能结构材料

“高性能金属间化合物结构材料的关键基础性研究”通过验收在叶恒强院士、林栋梁教授主持下,由金属研究所、上海交大、北京科大、清华大学、中南大学、北航、上海大学、西北有色院参加的国家自然科学基金重大项目“高性能金属间化合物结构材料的关键基础性问题研究”,于2001年12月3日通过由陈能宽院士任组长的验收小组的验收。这两个课题组获得了用内生SiC,TiB2颗粒增强NiAl合金,使这个原本很脆的合金在强度和室温脆性两方面都有大幅度改善;用原子像确证了TiAl双相片层组织在室温下发生应力诱导的TiAl向Ti3Al相转变等重要成果,推动了我国金属间化合物材料的研究工作,使我国在该领域的国际竞争中占据了一个重要位置。而且这两个课题与我国“863”计划新材料领域的相关项目形成了紧密衔接关系,为     

激光合成Ni_3Al金属间化合物的腐蚀行为

通过激光技术合成单Ni3Al相金属间化合物,利用电化学方法及盐雾试验研究了Ni3Al金属间化合物在Na Cl溶液中的腐蚀行为特征、耐腐蚀性能及腐蚀机理。结果表明:激光合成Ni3Al金属间化合物在不同浓度的Na Cl腐蚀介质中均能形成保护性钝化膜,当Na Cl溶液浓度低于2%时,钝化膜具有良好的稳定性和耐腐蚀性能。当Na Cl溶液浓度高于3.5%时,钝化膜产生活化溶解,稳定性下降,Ni3Al金属间化合物表面形成点蚀坑,并且随腐蚀介质浓度增大,腐蚀加剧。Ni3Al金属间化合物表面点蚀坑边缘规整、腐蚀界限清晰,腐蚀机制为典型的晶内腐蚀,腐蚀过程中未形成应力腐蚀微裂纹等破坏性缺陷,具备在沿海湿热盐雾环境下使用的潜在价值。