焊缝高熵化研究现状与展望

高熵合金是近年来快速发展的一种新型合金,其成分设计突破了传统合金的设计理念,是合金理论发展的一个新方向.高熵合金所具有的高熵效应、晶格畸变效应、缓慢扩散效应和鸡尾酒效应在焊接领域表现出独特的应用价值,前景十分广阔.文中总结了国内外利用高熵合金四大效应开发焊接材料与工艺的研究现状和存在的问题,并对未来发展方向进行了展望.     

FeMnCoCr系亚稳高熵合金的研究进展

高熵合金是一种原子排列有序,化学无序的新型多主元合金.通过改变合金元素的种类和浓度,能够调控合金系统层错能及显微组织的相稳定性,进而诱发形变孪晶、马氏体相变等塑性变形机制,最终使合金获得突出的综合力学性能.这种高熵合金的设计理念称为"亚稳工程".亚稳高熵合金的显微组织、相结构及变形机制与合金体系的层错能密切相关.在Fe...     

Al对Al-Cr-Cu-Fe-Ni高熵合金的组织与硬度的影响

利用真空电弧炉熔铸AlxCrCuFeNi(x=0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金.金相显微镜与X射线衍射分析表明,AlxCrCuFeNi高熵合金具有面心立方(fcc)和体心立方(bec)结构,合金的铸态组织是典型的树枝晶.Al促进AlxCrCuFeNi合金的bcc结构的形成,而bcc的形成使AlxCrCuFeNi合金的硬度得到提高.     

Re对单晶高温合金高温高应力持久性能的影响

基于DD6合金成分,调整合金Re与Cr含量,浇注5种不同Re含量单晶高温合金.通过对合金在1 038℃,248 MPa持久性能的测试及对合金断裂组织扫描、透射电镜观察与分析,探讨了Re对单晶高温合金高温高应力持久性能的影响.结果表明:在高温高应力条件下,随合金中Re含量的单独增加,合金高温高应力持久寿命提高,而单位质量Re元素的强化作用减弱;合金Cr含量对合金高温高应力持久寿命有显著影响,Re含量增加的同时适当降低合金Cr含量,可使合金获得较高的持久寿命.     

CoCrFeNiNbx高熵合金的研究进展

近十几年来,作为一种研究热门的新型合金,高熵合金已获得了材料界广泛的关注.其中,以等原子比CoCrFeNiMn合金为原型,已报道大量力学性能优异的fcc结构的高熵合金.近几年,由于其优异的铸造成形性能与综合力学性能,共晶高熵合金也逐渐得到科研人员的重视.本工作选取CoCrFeNiNbx合金体系,以析出强化型高熵合金和共...     

热处理对高弹高强高韧钛合金性能的影响

研究了高弹高强高韧钛合金热处理与性能的关系.结果表明热处理后的组织对高弹高强高韧钛合金有显著的影响.双态组织结构具有高的拉伸性能和低的韧性,β转变组织有良好的断裂韧性.合金通过β三重热处理可获得强度高、塑性好和韧性高的综合性能.β三重热处理时,固溶处理的冷却速度影响合金的性能.合金的弹性模量与合金成分和热处理有关.     

激光熔覆高熵合金涂层的耐腐蚀性能研究进展

利用激光熔覆技术制备的高熵合金涂层已成为一种新兴的绿色清洁耐腐蚀涂层.为了最大程度发挥高熵合金涂层的耐腐蚀防护性能,需要探究激光熔覆高熵合金涂层耐腐蚀性能的影响因素及影响机理.首先阐述了高熵合金理论以及利用激光熔覆技术制备高熵合金涂层的优势,总结了高熵合金激光熔覆涂层优异耐腐蚀特性及耐腐蚀强化机理.重点综述了高熵合金元素组成、激光熔覆工艺参数、涂层后处理工艺以及服役温度4个因素,对高熵合金激光熔覆涂层耐腐蚀性能的影响规律与影响机理.高熵合金中适当添加Ni、Al、Ti等元素,在一定程度上可以提高涂层的耐腐蚀性,但是随着元素含量的进一步增加,由于高熵合金涂层的物相组成改变、晶格畸变严重、元素偏析加剧,可能导致涂层的耐腐蚀性能降低.适宜的激光加工参数可以使涂层具有较好的耐腐蚀性,原因在于涂层的缺陷较少、组织细密均匀.退火、激光重熔、超声冲击处理等涂层后处理工艺,通过改变高熵合金涂层的物相组成以及微观组织特征,来提高其耐腐蚀性.激光熔覆高熵合金涂层的服役环境温度越高,则腐蚀速率越快.最后,对激光熔覆高熵合金涂层的耐腐蚀性能强化方法进行了总结与展望.     

高Al、Ti含量镍基高温合金激光、微弧火花表面熔焊处理研究进展及解决熔焊裂纹的途径

Al、Ti是镍基高温合金主要沉淀强化元素,随着Al、Ti含量的增加,镍基高温合金γ'-Ni3(Al,Ti)相体积百分数增加,高温强度增加,但是热裂纹敏感性也随之增加,如何利用熔焊工艺实现高Al、Ti镍基高温合金材料的表面无损伤熔焊处理一直是高Al、Ti镍基高温合金叶片与热端部件制造与再制造面临的难题.文中从高温合金表面熔焊修复与强化问题出发,着重介绍了高温合金焊接冶金问题及焊接性改善途径、激光与微弧火花两种低热输入熔焊工艺在高温合金表面修复与强化领域的研究与应用进展.分析表明:高Al、Ti镍基高温合金表面熔焊处理的主要难题是其高的热裂纹敏感性,主要表现在焊接或焊后热处理过程中容易产生凝固裂纹、液化裂纹、应变时效裂纹,采用惰性气体保护、改变基体组织状态、使用低强度的合金焊料、降低热输入等措施可有效改善其焊接性;激光、微弧火花等低热输入焊接工艺在解决高Al、Ti镍基高温合金表面熔焊问题方面具有极大的潜力.     

高熵合金中的元素分布规律及其作用

高熵合金作为一类多主元的复杂合金,其与传统合金相比可能表现出更好的力学性能和不同变形机制.而这些现象所对应的高熵合金与传统合金在原子结构特点上的本质区别一直存在争议.大量研究表明,由于高熵合金中各组成元素的原子特性不同,其可能普遍存在原子尺度上的元素分布不均匀性,这使得材料的结构性能关系用经典的固溶强化等理论并不能被完...     

高强韧共晶高熵合金的研究进展

共晶高熵合金具有高硬度、高耐腐蚀性、高耐磨性、极好的铸造性、优异的抗氧化性和磁性等诸多传统合金无法比拟的特点,是传统物理冶金领域对合金设计的一次突破,为新材料、新性能的探索开辟了新的平台.虽然目前已出现多种类型的共晶高熵合金,但对共晶高熵合金的性能和设计思路还缺乏宏观的认识.本文将综述近年来共晶高熵合金的设计方法:试验...     

铬铁原矿粉掺杂制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层及其组织性能

目的 以40Cr钢为基体,制备掺杂铬铁原矿粉的CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层,提高其硬度与耐磨性.方法 在Cr、Fe、Ni、Al、Si纯金属粉末中掺杂铬铁原矿粉,矿粉有效原子数分数为0％、5％、10％、15％时,采用激光熔覆技术,在40Cr钢基体上制备CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层.利用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电子显微镜,表征高熵合金涂层的物相结构及微观组织.利用硬度计、磨粒磨损机,对涂层的硬度及耐磨性能进行表征.结果 不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层为单一的BCC相,铬铁原矿粉为10％时,出现FCC相.高熵合金涂层微观组织以胞状树枝晶为主,涂层与结合区存在明显分界,与基体呈良好的冶金结合.不含铬铁原矿粉时,高熵合金涂层平均硬度值为643.5HV;铬铁原矿粉为15％时,涂层平均硬度值为838.1HV,是基体的3.4倍.磨损率随铬铁原矿粉占比的增加而降低,铬铁原矿粉有效原子数分数为15％时,磨损率约为0.14 mg/mm2,耐磨性能最好.结论 在40Cr钢基体上成功制备出了以铬铁原矿粉为掺杂组元的高熵合金涂层,铬铁原矿粉的掺入,提升了CrFeNiSiAl0.5高熵合金涂层的硬度与耐磨性.     

高阻尼铸造Mg-Si合金研究现状及展望

Mg-Si合金是一种获得高阻尼高强度性能的潜在合金系.文中详细介绍了Mg-Si合金的阻尼机制,综述了现有铸造Mg-Si阻尼合金存在的问题及其研究进展,并在此基础上提出未来铸造Mg-Si阻尼合金的研究方向:综合考虑合金的力学性能与阻尼性能兼顾的变质处理将是该合金系的一个重要研究方向.     

高熵合金薄膜研究现状与展望

高熵合金是一种由五种或者五种以上的元素以(近)等原子比组成的新型多主元合金材料,拥有众多优异的力学、物理和电学方面的性能,引起了科技工作者的极大关注.高熵合金薄膜是一种低维度形态(微米级)的高熵合金材料,不仅展现出与块体高熵合金相似的优异性能,而且在某些性能(如硬度)上甚至优于块体高熵合金,在诸多领域里展现出良好的应用...     

等离子熔覆制备高熵合金涂层耐腐蚀性能的研究进展

高熵合金涂层具有易于制备、结构简单和综合性能优良等特点,成为高熵合金领域的研究热点.为探究等离子熔覆制备高熵合金涂层的腐蚀行为,本文阐述了近年有关高熵合金涂层典型制备方法、特点及利用等离子熔覆制备高熵合金涂层的优势.总结了等离子熔覆制备高熵合金涂层耐腐蚀性能的国内外研究进展.重点综述了高熵合金涂层的微观组织、相组成和合...     

EFFECT OF STRESS AND TEMPERATURE ON EXTENT OF PRIMARY CREEP IN DIRECTIONALLY SOLIDIFIED Ni-BASE SUPERALLOYS

本文研究了温度,应力对定向凝固镍基高温合金的第一阶段蠕变量的影响.大多数镍基合金经定向凝固后,在中温(700—800℃)、高应力(490—784MN/m~2)下纵向的第一阶段蠕变量比普通铸造合金显著增大,这是由位错切过γ′粒子的蠕变机制所决定.定向凝固DZ-3合金的中温纵向蠕变量相当低,与普通铸造CCK3合金相同.这是由位错攀移越过γ粒子的蠕变机制所决定.所有定向凝固合金横向的第一阶段蠕变量与相应的普通铸造合金相同.γ/γ′点阵错配度愈大,强度水平愈高,定向凝固合金的纵向第一阶段蠕变量愈低.在高温(850—980℃)、低应力(196—343MN/m~2)下,定向凝固镍基高温合金的第一阶段蠕变量与普通铸造合金相当.高温下,所有合金第一阶段蠕变量也随蠕变应力提高而略有增加.     

高强韧高熵合金的研究现状与展望

高熵合金组织通常是简单的固溶体而不是复杂相,其组织与性能特点有别于传统合金,具有高强韧、高耐磨、高耐腐、高电阻率等优异的性能。介绍了高强韧高熵合金的研究现状与展望。对高熵合金的形成条件、制备方法、特性进行阐述。     

应力、温度对定向凝固镍基高温合金第一阶段蠕变量的影响

本文研究了温度,应力对定向凝固镍基高温合金的第一阶段蠕变量的影响.大多数镍基合金经定向凝固后,在中温(700—800℃)、高应力(490—784MN/m~2)下纵向的第一阶段蠕变量比普通铸造合金显著增大,这是由位错切过γ′粒子的蠕变机制所决定.定向凝固DZ-3合金的中温纵向蠕变量相当低,与普通铸造CCK3合金相同.这是由位错攀移越过γ粒子的蠕变机制所决定.所有定向凝固合金横向的第一阶段蠕变量与相应的普通铸造合金相同.γ/γ′点阵错配度愈大,强度水平愈高,定向凝固合金的纵向第一阶段蠕变量愈低.在高温(850—980℃)、低应力(196—343MN/m~2)下,定向凝固镍基高温合金的第一阶段蠕变量与普通铸造合金相当.高温下,所有合金第一阶段蠕变量也随蠕变应力提高而略有增加.     

新型的结构用铝合金

对于承受拉应力的板材,只有改革结构设计,即胶接夹层极和多层板力案能提高疲劳设计应力时,才有可能用常规方法生产的7000系合金(特别是7475合金)来代替2000系合金.但是这些设计方案多半只限于使用在载荷密度相当高的部位.做高强度厚截面抗应力腐蚀性能好的构件,7075合金显然是可胜任的.但对于疲劳性能十分重要的场合,对材料还不能做出确切的选择,部分原因是疲劳性能的数据有限.在合金发展方面,7000系粉末冶金合金在做高强度抗应力腐蚀部件则具有很大潜力,尤其在要求高疲劳强度时更是如此.形变热处理(TMT)能提高强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能,但与常规方法生产的新合金相比,其优越性并不明显.疲劳强度能否提高是TMT能否用于工业生产的关键.     

非晶软磁合金的技术特性及工业应用

从应用的角度来看,非晶软磁合金分为两大类:①高导磁非晶合金,它相当于1J79、1J85及1J86这一类坡莫合金.此类非晶合金的成分大体上是以CoNiFe及CoFe为基的.②高饱和磁感应强度非晶合金,它相当于1J50、1J52和1J34这一类坡莫合金及硅钢.此类非晶合金的成分是以铁为基的,这是因为从应用前途来看铁的价格便宜.由磁学的唯象理论得知,获得高磁导率的必要条件是磁晶各向异性常数K及磁致伸缩系数λ同时趋于零.而非晶合金由于处于长程无序的状态所以先天地不存在K.这样就     

真空度对Zr-Al-Cu-Ni合金大块玻璃形成的影响

在两种不同的真空度下,运用真空电弧炉熔炼合金制备试样;运用X射线衍射技术和晶相显微技术对试样进行了分析和讨论.结果表明:用真空电弧炉熔炼合金能得到比较均匀的母合金熔体;由于Zr-Al-Cu-Ni合金与铜型之间的润湿角很大,因而形成玻璃能力强;高真空度、原材料成分的纯度是Zr-Al-Cu-Ni合金形成玻璃态的重要因素;金属合金熔体随水冷铜型一起冷却,在真空度不高的条件下,由于合金熔体中的组元与空气中的氧、氢及氮反应形成晶核,而合金熔体与铜型之间的温度梯度不大,无法抑制晶核的生长,因而无法获得完全玻璃态.