钎焊工艺对钛钎焊石墨与TZM合金接头组织性能的影响

研究了钛合金真空钎焊石墨与TZM合金过程中,钎焊温度和时间对钎焊接头组织和性能的影响.结果表明,接头组织由Ti-TiC反应层和Ti-Mo固溶体层组成.在一定范围内,随温度和时间增加,钎缝层加厚.钎焊工艺参数优化后获得厚度为30～40 μm的界面反应层,70～80μm的固溶体层,接头组织均匀,界面平整.抗剪强度达到14.1 MPa和15.0 MPa,再熔化温度高于1 600℃的使用温度,能承受从室温到1 600℃剧烈的热循环作用.     

热机械处理对TZM合金组织和性能的影响

使用粉末冶金的方法和轧制工艺制备了TZM合金板材,通过金相显微观察、力学性能测试、扫描电子显微镜断口形貌分析的方法,研究了热机械处理的板材组织和力学性能变化规律。研究结果表明:烧结后的等轴晶粒组织经热轧制后变为纤维组织,冷轧进一步增大了纤维组织晶粒的长宽比,其冷轧态板材抗拉强度和延伸率分别为836.0 MPa、14%;冷轧板材经1300℃退火2 h后,板材的抗拉强度和延伸率分别为510.0 MPa和31%;随退火温度的升高,板材的断裂方式由韧窝断裂变为韧性解理断裂+韧窝混合断裂,细小弥散分布的第二相粒子大大提高了合金的塑性。     

钎焊时间对TZM合金与ZrCp-W复合材料接头界面组织及性能的影响

采用Ti-28Ni（质量分数,%）钎料在1 040℃实现了TZM合金与ZrC_p-W复合材料的真空钎焊连接,分析了钎焊时间对TZM合金与ZrC_p-W复合材料接头界面组织及力学性能的影响.结果表明,钎焊接头的典型界面结构为TZM/Ti（s,s）/Ti₂Ni/（Ti,Zr）C+W（s,s）/ZrC_p-W,钎缝宽度随保温时间的延长而增大,其中Ti（s,s）层的厚度没有变化,Ti₂Ni层厚度略有降低,而扩散层厚度随保温时间的延长稍有增加.当保温时间为10 min时,接头获得最大抗剪强度值120 MPa,接头断裂发生在TZM母材.     

Al含量对镍基高温合金组织和性能的影响

利用真空感应熔炼炉制备了不同Al含量的镍基合金,研究了Al含量对镍基合金微观组织和力学性能的影响.结果表明,当Al含量为9.5wt％时,合金铸态组织主要由γ'相和γ相组成;当Al含量超过10.5wt％时,合金中出现β(NiAl)相;当Al含量超过13.5wt％时,合金中出现α(Cr)相;当Al含量达到17.5wt％时,合金中的γ'和γ相消失,主要由β(NiAl)相和α(Cr)相组成.随着Al含量的提高,合金的强度和伸长率呈下降趋势,断裂由穿晶向沿晶转变.     

添加微量TiC对制备细晶粒钨合金组织的影响

以纳米级Ti C和商用W粉为原料,采用放电等离子烧结法制备细晶粒钨合金,研究了Ti C粉末的添加量对细晶钨合金组织的影响。结果表明,引入的Ti C弥散分布于钨晶界上,阻碍了烧结过程中W颗粒的聚集长大,起到细化钨晶粒的作用。随Ti C含量提高,该种细化作用越明显,且密度也有所增加;当Ti C添加量为0.5wt%时,获得了致密度高达97%,而晶粒尺寸仅为5μm的细晶粒钨合金。     

纳米TiC对Al-Cu合金微观组织和性能的影响

研究了纳米TiC对Al-Cu合金铸态、轧态和热处理态微观组织和对热处理态力学性能的影响。结果表明,加入适量的纳米TiC颗粒,可以有效细化合金的微观组织。当TiC含量较小时,随着TiC含量的增加,合金在轧制变形过程中发生了动态再结晶,平均晶粒尺寸减小。当TiC含量超过0.5%(质量分数,下同)时,再结晶晶粒又逐渐长大粗化。当纳米TiC含量为0.5%时,合金的综合性能最优,与基体相比,抗拉强度和伸长率分别提升了约18.6%和7%。TiC/Al-Cu合金在热处理过程中产生了析出相和大量位错,这有助于提高材料的力学性能。     

原位TiC颗粒增强Fe-36Ni因瓦合金的组织与性能

在经典Fe-36Ni因瓦合金熔池中添加微量Ti元素,原位生成TiC。与传统因瓦合金相比,所得因瓦合金屈服强度和抗拉强度分别提高约10%,同时塑性和膨胀性能良好。透射电镜观察到合金中分布有几十到几百纳米的细小颗粒,这些颗粒形状近似球形或椭球形,与周围基体结合良好,根据相机常数与晶面间距之间的关系,判定其为TiC。TiC的吉布斯标准生成自由能较Ni3Ti更低。TiC强化因瓦合金的主要方式为Orowan强化。     

ZrC对W合金性能与组织结构的影响

采用粉末冶金方法制备W-ZrC合金,研究ZrC对W合金的力学性能和组织结构的影响。显微组织分析表明:ZrC显著提高了合金相对密度和拉伸强度。ZrC均匀分布在W基体中,并与W生成含W、Zr、C和O等多元素的第二相粒子。存在于晶界之间的第二相粒子,有效抑制了合金烧结过程中的晶粒长大,随合金中ZrC含量的增加,合金晶粒尺寸减小。同时,随ZrC的添加,合金断口由沿晶断裂转变为沿晶断裂和穿晶断裂的混合断裂特征。     

掺镧TZM合金的组织结构

在TZM钼合金的基础上掺杂稀土氧化镧,用粉末冶金法生产出掺镧TZM合金。采用SEM、EDS对不同配方稀土钼合金的微观结构进行了分析。结果表明,掺镧可显著降低合金的晶粒尺寸,合金晶粒尺寸随着掺镧量的增加而减小;合金内第二相弥散颗粒不仅存在于晶界,也存在于晶内,可同时强化晶界和晶粒;间隙元素C、O会在晶界的第二相上富集,Ti在合金中会形成粗大的Ti-Mo固溶体,而C会和Mo形成粗大的Mo2C。稀土氧化镧的掺杂能促进TZM合金弥散分布的细小第二相的析出。     

掺杂稀土元素镧对TZM合金板材再结晶行为的影响

采用粉末冶金和轧制工艺分别制备TZM合金和掺杂稀土元素镧的La-TZM合金板材,通过对其在1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600℃退火后样品的金相组织、力学性能进行分析与对比,研究掺杂稀土元素镧对TZM合金再结晶温度的影响。研究表明,TZM合金的开始再结晶温度为1200℃左右,La-TZM合金的开始再结晶温度约为1300℃。La2O3在TZM合金的晶界处形成细小的第二相,阻碍了晶界的迁移,提高了TZM合金板材的再结晶温度。     

微量TiC对Mo-Ti-Zr-TiC合金性能与显微组织的影响

采用粉末冶金方法制备Mo-Ti-Zr-TiC合金,研究微量TiC的添加对Mo-Ti-Zr-TiC合金的拉伸性能和显微组织的影响。结果表明,在Mo-Ti-Zr合金中添加微量TiC(0.1%～0.5%,质量分数)后,合金的相对密度和室温抗拉强度得到了提高,当TiC添加量为0.4%时,合金强度最高,较Mo-Ti-Zr合金提高了28.1%。微量TiC的添加,阻碍了合金烧结过程中的晶粒长大,合金晶粒尺寸随TiC添加量的增加而降低。添加的细小TiC粒子在高温烧结过程中或与坯体中的微量氧发生反应形成了由Mo、Ti、C及O4种元素组成的(Mo,Ti)xOyCz细小复合第二相粒子,或发生团聚结成大颗粒,对合金起到净化晶界氧和弥散强化的作用,因而合金的性能相比Mo-Ti-Zr合金有了较明显的提高。     

硼对AlFeCoNi高熵合金组织和高温氧化性能的影响

采用真空电弧熔炼炉制备了AlFeCoNiB_x(x=0.00, 0.15, 0.20)高熵合金,并对其微观组织和高温氧化行为进行了研究。结果表明:随B含量的增加,AlFeCoNiB_x(x=0.00, 0.15, 0.20)合金组织从单一的B2结构转变为B2结构+(fcc_1+fcc_2)共晶组织。AlFeCoNiB_x(x=0.00, 0.15, 0.20)合金于900℃高温氧化后,随B含量的增加,合金外层CoFe_2O_4氧化物的厚度增加较快,而内层Al2O3氧化物的厚度基本不变,但当B含量超过0.15%(原子分数)时,氧化膜连续性变差。当B含量为0.15%时,AlFeCoNiB_(0.15)高熵合金的氧化增重最小,氧化膜与合金基体结合良好,抗氧化性最优。     

Ti600合金的高温氧化行为研究

研究了Ti600合金在600~750℃下的高温氧化行为。采用连续氧化增重的方法及氧化速度常数、氧化活度等理论计算了合金氧化的热力学和动力学规律;用XRD、SEM、EDS等手段研究保护膜的表面相结构和表面形貌以及截面元素分布。结果表明:Ti600合金在700℃以下均有较好的抗氧化性能,其连续氧化动力学曲线基本符合抛物线规律;在750℃,氧化较严重,其连续氧化动力学曲线近似符合抛物线-直线规律。氧化层由金红石型的TiO2氧化物和少量的Al2O3组成。Al2O3能阻止氧的渗入,降低氧化速度。     

氢化钛高温分解制高纯WTi合金

本研究分析了 TiH2高温分解释氢的特性,将其应用于高纯WTi合金靶材的热压成型制备中.讨论了热压过程工艺对烧结样品纯度及原料配比对烧结坯微观组织的影响,采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、碳硫分析、氧氮氢分析仪、辉光放电质谱法(GDMS)等观察WTi10样品的微观形貌及检测杂质含量.结果表明,随着TiH2在Ti...     

激光熔敷Ni基合金层的高温干摩擦磨损性能研究

利用ＣＯ２连续激光器,对耐热铸铁表面进行了Ｎｉ基ＷＣ、Ｎｉ基ＷＣ中加入少量稀土元素ＣｅＯ２等合金粉末的激光熔敷,研究了不同成分激光熔敷层的高温硬度,高温干磨磨损性能,对摩擦磨损后的表面形貌进行了分析研究,试验结果表明,Ｎｉ２１＋２０％ＷＣ＋０．５％ＣｅＯ２熔么的高温性能较好。     

钛基钎料高温钎焊TZM界面行为及热稳定性研究

采用Ti-8.5Si、Ti-33Cr和Ti-30V-3Mo钎料实现了钛锆钼(TZM)合金的高温真空钎焊连接,借助SEM、EDS及润湿性试验和抗剪试验等分析试验方法,研究了钛基钎料高温钎焊TZM及钎焊接头经高温热循环后的热稳定性。结果表明,Ti-8.5Si、Ti-33Cr在1520℃/6min的工艺条件下良好润湿TZM,润湿角分别为10°和9°,Ti-8.5Si钎料的铺展面积大于Ti-33Cr钎料的铺展面积,Ti-30V-3Mo钎料在1680℃/8min的条件下在TZM板上的润湿角为5°。Ti-8.5Si/TZM接头界面形成(Ti,Mo)固溶体,钎缝中心由(Ti,Mo)固溶体和Ti₅Si₃相组成。Ti-33Cr/TZM接头界面形成(Ti,Mo)固溶体,钎缝中心由(βTi,Cr)固溶体和αTi+(αTi+αTiCr₂)共晶组成。Ti-30V-3Mo/TZM接头,钎缝区主要由(βTi,V)固溶体和αTi组成,界面区由Ti与Mo形成(Ti,Mo)固溶体。三种钎料钎焊TZM,均形成固溶体钎焊接头而实现钎料与TZM的冶金结合,钎焊接头强度分别为135.8MPa(Ti-8.5Si)、132MPa(Ti-33Cr)和131MPa(Ti-30V-3Mo)。Ti-8.5Si/TZM、Ti-33Cr/TZM接头经过1200℃/60min没有观察到明显的晶间渗入和母材溶蚀,界面固溶体结合形式无变化。Ti-30V-3Mo/TZM接头经过1550℃/60min热循环后,观察到1个晶粒深度的晶间腐蚀,没有明显的母材溶蚀现象,且界面依然保持固溶体结合形式。三种钛基钎料可实现TZM的高温钎焊,依靠界面固溶体实现冶金结合,经高温长时间热循环后钎焊接头组织性能稳定,发生晶间渗入敏感性低,为TZM的高温应用连接提供理论与试验指导。     

铬含量对镍基合金涂层高温氧化行为的影响机理

采用增重法对铬质量分数分别为30%和40%～45%的两种镍基合金涂层在500℃、650℃和800℃下的高温氧化行为进行了研究.并使用配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对涂层氧化产物的形貌、成分和相组成进行了分析.发现铬含量对镍基合金涂层的抗高温氧化性能和氧化机理有着重要的影响.铬含量为40%～45%的涂层,其表面生成了连续的Cr2O3保护膜,具有相对较低的氧化速度.     

TiC／Ti复合材料的高温塑性变形行为及微观组织

采用液相烧结法（LPS）制备了TiC／Ti复合材料，借助X射线衍射（XRD）分析了复合材料的相构成。对TiCFFi复合材料进行了高温压缩和高温挤压实验，利用扫描电镜（SEM）和光学显微镜（OM）分析了复合材料高温变形前后的微观组织。实验结果表明：基体Ti与烧结助剂中的Cu发生反应生成玻璃相TiCu2。在高温塑性变形过程中，由于液相TiCu2的存在，使复合材料表现出良好的高温塑性变形能力，压缩率达到72．9％，挤压比为16：1：复合材料高温塑性变形后，材料中的孔洞明显减少，致密度得到提高，组织成分保持稳定：处于液相状态的TiCu2高温挤压后，细化成尺寸为1μm～2μm的小颗粒，均匀分布于基体Ti颗粒的周围。     

Ti-28Ni钎料真空钎焊TZM合金接头界面组织与力学性能

在钎焊温度为1040℃时,采用Ti-28Ni(质量分数,%)钎料实现了TZM合金的真空钎焊连接。采用SEM、EDS等方法分析了接头界面的微观组织结构,并研究了保温时间对TZM合金接头界面结构和性能的影响规律。结果表明,接头的典型界面组织结构为:TZM/Ti_(ss)/δ-Ti2Ni/Ti_(ss)/TZM;随保温时间的延长,焊缝宽度逐渐变小,其中连续的Ti_(ss)层厚度基本无变化,中间的δ-Ti_2Ni层厚度有所降低;同时,TZM母材向焊缝中的溶解量增加。保温时间较短时,焊缝中残留有未溶解的TZM块,延长保温时间使母材溶解更充分。当保温时间为10 min时,接头平均抗剪强度最高为92.6 MPa,断裂发生于δ-Ti_2Ni层,为脆性沿晶断裂。