钛铝系金属间化合物研究开发现状

本文综述了Ｔｉ３Ａｌ－、ＴｉＡｌ－和Ａｌ３Ｔｉ－基金属间化合物合金近年来在研究和开发方面所取得的进展。     

用SHS工艺合成TiAl,TiNi,Nial金属间化合物

用自蔓延高温合成技术的热爆模式制备了ＴｉＡｌ、ＴｉＮｉ和ＮｉＡｌ金属间化合物。研究了合成产物的形态及相组成，ＴｉＡｌ和ＮｉＡｌ系得到了铸态的组织，相组成为单一的ＴｉＮｉ相和ＮｉＡｌ相。ＴｉＡｌ系的产物形态为疏松的多孔体，由ＴｉＡｌ３、ＴｉＡｌ和Ｔｉ３Ａｌ三种相组成，获得的合成粉末颗粒尺寸比原料粉末小一个数量级。     

轻耐热金属间化合物研究动向

轻耐热金属间化合物研究动向北京理工大学陈幼松近年来，各种金属材料中研究开发最为活跃的有金属间化合物，而人们对其实用化抱极大希望的，则数钛铝轻耐热材料。这方面的研究对象有称为α２的Ｔｉ３Ａｌ和γ－ＴｉＡｌ两类。严格地说γ－ＴｉＡｌ应叫做近γＴｉＡｌ（Ｔ...     

Ti与Al反应合成TiAl基合金的过程和机理

采用扫描电子显微镜对反应热压１：１的Ｔｉ－Ａｌ混合粉所制备的ＴｉＡｌ基合金致密体量微结构和微区化学成分进行了观察和分析，根据Ａｌ元素的分布和各相存在的成分范围，发现Ｔｉ与Ａｌ反应过程中，首先在原Ｔｉ颗粒内部形成ＴｉＡｌ３，ＴｉＡｌ，Ｔｉ３Ａｌ和α－Ｔｉ四相，然后，反应在这四个固相间继续进行，随着Ａｌ元素的扩散和均匀化，已形成的ＴｉＡｌ３和α－Ｔｉ相进一步反主尖而消失掉，最终，显微组织由ＴｉＡｌ和Ｔ     

镧对Ll_2结构Al_3Ti基金属间化合物显微组织和力学行为的影响

镧对Ｌｌ_２结构Ａｌ_３Ｔｉ基金属间化合物显微组织和力学行为的影响傅云义，陈铮（西北工业大学，西安７１００７２）有序金属间化合物Ａｌ３Ｔｉ因低密度、良好的抗氧化性能和高的比强度，近年来倍受重视，其作为结构材料应用的主要障碍是室温脆性。最近研究发现［１，...     

微合金化Al3Ti基金属间化合物的组织性能研究

本文研究了在Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ合金化的Ａｌ３Ｔｉ基金属间化合物中添加微量元素Ｍｇ所起微合金化的作用。结果发现，Ａｌ３Ｔｉ基合金仍保持了ＬＩ２的有序结构，微合金化处理的材料金相显微组织与Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ等元素合金化处理的材料基本一致，在基体上分布着少量的待定第二相组织，屈服强度明显有所提高，但塑性依然很差，断口表现为穿晶解理。     

复合软质过渡层对钛纤维增强Ti－Al基复合材料性能的影响

研究了复合软质过渡层对钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料界面和性能的影响。结果表明，在增强体与基体间增加复合软质过渡层Ｙ２Ｏ３－Ｃｒ等的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料，其界面有Ｔｉ３Ａｌ、Ｔｉ２Ａｌ、Ｔｉ２Ｃｕ及β相产生，界面结合完整。复合界面的弯曲强度达７０９ＭＰａ，较涂覆单一Ｙ２Ｏ３的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料提高２６％，弯曲挠度提高较小。增加复合软质过渡层有利于钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料的强韧化     

复合软质过渡层对钛纤维增强Ti—Al基复合材料性能的影响

研究了复合软质过渡层对钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料界面和性能的影响。结果表明，在增强体与基体间增加复合软质过渡层Ｙ２Ｏ３－Ｃｒ等的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料，其界面有Ｔｉ３Ａｌ、Ｔｉ２Ａｌ、Ｔｉ２Ｃｕ及β相产生，界面结合完整。复合界面的弯曲强度达７０９ＭＰａ，较涂覆单一Ｙ２Ｏ３的钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料提高２６％，弯曲挠度提高较小。增加复合软质过渡层有利于钛纤维增强Ｔｉ－Ａｌ基复合材料     

Ti—Al—O—Cl四元系热力学平衡计算

在向ＴｉＣｌ４中加入一定的ＡｌＣｌ３以后，氯化法钛白工业中的氧化过程就变成了由Ｔｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｃｌ四元系的热化学过程，应用ＳＯＬＧＡＳＭＩＸ和Ｈ－Ｓ－Ｃ计算化学软件对该四元系不同工艺条件下热化学平衡组分的计算结果表明，该四元系中，元素Ｔｉ，Ａｌ的氧化特性与体系的条件有着非常紧密的关系，即当体系的温度，ＴｉＣｌ４中ＡｌＣｌ３的数量，以及配氧系数变化时，Ｔｉ和Ａｌ的氧化特性同时也要发生相应的变化，特别     

Cu—C—Ti系和Cu—CuO—Al系合金粉末的机构合金化

将Ｃｕ－Ｃ３．３％－Ｔｉ１３．３％和Ｃｕ－ＣｕＯ２．５％－Ａｌ１．１％二合金粉末分别进行机械合金化，结果发现，经２０ｈ球磨后，Ｃ的衍射峰已经消失，Ｔｉ，Ａｌ，ＣｕＯ的衍射峰强度显著降低；６０ｈ球磨后，二合金粉末都形成了Ｃｕ基过饱和固溶体；１００ｈ球磨后，部分Ｔｉ，Ｃ，Ａｌ，Ｏ溶质元素脱溶析出，并反应生成ＴｉＣ和Ａｌ２Ｏ３。     

单相组织金属间化合物的超塑性行为

在一定条件下具有单相微观组织的L12型[Ni3Al,Ni3(Si,Ti),Co3Ti],L10型（TiAl)和B2型（FeAl,Fe3Al,NiAl)金属间化合物均表现出超塑性行为。其中,L12型和L10型金属间化合物的超塑性变形机制为晶界的滑移,而B2型金属间化合物的超塑性变形则来自于变形过程中发生的动态回复及再结晶,超塑性变形机制的多样性是由于金属间化合物在微观组织及位错结构上（如反向畴界能,层错能和化学成分差异,超位错及界面位错等）比普通金属合金要复杂得多。     

Investigation of Intermetallic Compound Formed from Rapid Solidification of Al- Ti-RE Alloy

Al-Ti alloy containing rare earth elements can produce fine, uniform dispersion intermetallic phasethrough rapid solidification (RS) technology. RS Al-Ti-RE alloy can be designed for applications at elevated-temperature since the intermetallic compound has good thermal stability. A transmission electron microscopy investigation shows the intermetallic phase has a diamond cubic structure (a=1.47736nm), with space group Fd3m. The chemical stoichiometry is Al20 Ti2La. The particle is formed from the melting directly, prior to other phases, and the nucleus is formed from icosahedrons composed with twenty tetrahedrons. Twin crystal structure plays an important role in the nucleation stage.     

Formation of a multimodal grain structure and its influence on the strength and the ductility of the intermetallic compound Ni3Al

The results of studying the plastic deformation of the product of high-temperature synthesis on the grain structure, the strength, and the ductility of the intermetallic compound Ni₃Al are presented. Plastic deformation forms a multimodal grain structure in Ni₃Al. The multimodal grain structure contains of submicron multigrains. The volume fraction of multigrains increases and the strength and the ductility of synthesized Ni₃Al increase with the strain.     

Behavior and Mechanisms of Deformation in Intermetallic Compound Al_(66) Mn_9Ti_(25) La

Ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｂｉｎａｒｙｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｃｏｍ ｐｏｕｎｄＡｌ3ＴｉｈａｓｔｈｅｔｅｔｒａｇｏｎａｌＤＯ2 2 ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｔｈｅｌｏｗｓｙｍｍｅｔｒｙ ,ｉｔｉｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｂｒｉｔｔｌｅ .ＢｙｒｅｐｌａｃｉｎｇｏｆａｐａｒｔｏｆＡｌｗｉｔｈＭｎ ,ｉｎｔｅｒ ｍｅｔａｌｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄＡｌ66Ｍｎ9Ｔｉ2 5 ｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｅｒｓｙｍｍｅｔｒｙＬ1 2 ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ .Ａｓａｒｅｓｕｌｔ,ａｎｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｎｐｒｏｐｅｒｔ…     

Mg对Zn—11% Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11% Al、Zn-11% Al-1.5% Mg、Zn-11% Al-3% Mg和Zn-11% Al-4.5% Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11% Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明:Zn-11% Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11% Al-x% Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn₂三元共晶、块状MgZn₂相和Al/MgZn₂二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe₂Al₅Zn_x和FeAl₃Zn_x相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11% Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂.Zn-11% Al-x% Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.     

钛表面改性Al/NiCu组合涂层反应机理及抗氧化性能

采用等离子结合电弧喷涂的工艺方法在工业纯钛表面制备了Al/NiCu组合涂层,在700℃的大气环境下对Al/NiCu/Ti试件进行加热处理,使得Al、NiCu复合涂层之间发生扩散反应并原位生成具有一定抗高温氧化性能的Ni-Al金属间化合物涂层.对加热改性处理前后涂层的微观组织及Ni-Al金属间化合物的形成机理进行了研究,...     

Effect of current pulse frequency on the structure and properties of electric-spark alloyed coatings of the Ti - Al - N system

The mass transfer kinetics, composition, structure, and properties of coatings, formed by high-frequency electric-spark alloying of 45 and 40X steels with the Ti - Al (3:1, 1:1, 1:3) intermetallics and TiN - AIN (1:1) nitride were studied as a function of the current pulse frequency(ν = 1200 and 1600 Hz). A decrease in ν was found to lead to a higher mass transfer coefficient and higher microhardness and Young’s modulus of the coating as well. This is due to the decrease in the Ti/Al ratio on the surface. The phase composition of intermetallic and nitride coatings differed only insignificantly and did not depend on the value of ν. The main phases of the coatings were Fe - Ti - O and Al - Ti - O solid solutions. The nitride and intermetallic coatings had similar friction coefficients f and wear rates I (f = 0.26 and 0.28, I = 5.4 and 5.9 µm/km), despite the difference in their structure. We can assume that the coating phase composition which defines the composition of the secondary structure under dry friction, is the main factor controlling tribological behavior.     

机械合金化Ti/Al合金的制备

采用多维摆动式球磨机机械合金化Ti/Al二元粉末,研究了机械合金化过程中粉末结构的变化。Ti/Al混合粉末经高能球磨后,颗粒尺寸下降,Ti、Al晶粒各自逐渐细化至纳米级尺寸,且部分形成非晶,球磨15h后发现了TiAl和Ti3Al金属间化合物。将机械合金化后的粉末进行放电等离子烧结,烧结试样的组成相主要为TiAl和Ti3Al。     

Experimental and theoretical investigation of the dislocation mechanisms of microcrack nucleation in Ti<Subscript>3</Subscript>Al

The dislocation structure and microcracks in Ti₃Al samples subjected to deformation with an indenter at room temperature are analyzed by electron microscopy. The reactions of interaction between superdislocations that carry out deformation in the basal, prismatic, and pyramidal planes (of types I and II) are considered. The types of interactions that result in the formation of dislocation barriers, i.e., microcrack nuclei, are found. The Rice-Thompson model is used to study the relation between the fracture sensitivity and the plastic-relaxation ability of the Ti₃Al intermetallic compound during microcrack propagation.     

Al66Mn9Ti25金属间化合物的微合金化

研究了微量镧、铈、铌、钇对Ａｌ６６Ｍｎ９Ｔｉ２５金属间化合物显微组织、微裂纹生成及扩展倾向、压缩性能、微观断裂和形变行为的影响。研究表明，添加微量元素后，保持Ｌ１２结构，且晶格常数基本无变化，位错可动性得到不同程度的增强。镧、铈有促进晶粒枝晶化和第二相弥散化作用，从而使微裂纹生成和扩展以及沿晶开裂受到一定程度的抑制，因之，压缩强度提高，压缩塑性也有改善。加入微量铌和钇显微组织仍为等轴状晶粒和粗大第二相，压缩性能未能改善。