Ti/Si和Ti/SiO_2/Si系统硅化物的形成

用AES、XPS、RBS和X射线衍射等技术研究了在稳态热退火和激光退火条件下,Ti/Si和 Ti/SiO_2/Si系统硅化物的形成.在 500—600℃稳态热退火条件下,Ti/Si系统形成 Ti_5Si_3、TiSi和 TiSi_2三种硅化物;高于 650℃,只存在TiSi_2.TiSi_2的生长服从 △x∝t~(1/2).Ti/SiO_2/Si系统,750℃以上退火,形成覆盖层为TiO 的Ti_5Si_3薄膜,△x∝t~(1/2). CW-Ar~+激火扫描退火Ti/Si样品,功率密度小于2.7kW/cm~2,产生固相反应;功率密度～3.8kW/cm~2,产生液相反应,并形成TiSi_2和纯Si的混合薄膜.对实验结果进行了讨论.     

Ni-Mo-Cr镍基模型高温合金中热暴露条件对TCP相析出规律的影响

本文利用扫描电镜和透射电镜，对经过不同条件热暴露实验后的Ni-20Mo-10Cr(at.%)模型合金进行研究，分析析出TCP相的物相类型及元素分布，从而找到TCP相的析出规律。研究结果表明：样品经过900℃/3 h热暴露实验后析出μ相，EDS结果表明合金中产生Mo元素的富集，Cr元素并不富集。样品经过800℃/20 h+900℃/3 h热暴露实验后析出δ相，EDS结果表明合金中产生Mo元素和Cr元素的富集。     

自然时效和Cu含量对AlMgSi（Cu）合金时效硬化行为的影响

利用硬度测试和透射电子显微镜观察,对Cu含量分别为0.0%、0.15%、0.8%（wt.%）的AlMgSi合金进行了较系统地显微组织结构和时效硬化行为研究。热处理状态为固溶淬火后直接180℃人工时效及固溶淬火后自然时效两周再180℃人工时效。结果表明：添加Cu可以抑制自然时效对180℃人工时效硬度峰值的负面作用;与固溶淬火后先自然时效两周再180℃人工时效峰值样品比较,固溶淬火后直接180℃人工时效峰值样品中针状析出相的数量密度较大;含0.15%Cu的合金峰值时效样品中只观察到β″析出相,而含0.8%Cu的合金峰值时效样品中观察到β″和Q″析出相;与不含Cu和含0.15%Cu的合金比较,含0.8%Cu的合金时效峰值出现时间延迟。这种现象与Q″相的析出有关,因为析出Q″相需要额外的时效时间。     

Ni(Zr)Si薄膜热稳定性及其肖特基势垒二极管的电学特性

提出在Ni中掺入夹层Zr的方法来提高NiSi的热稳定性．具有此结构的薄膜,600～800℃快速热退火后,薄层电阻保持较低值,小于2Ω/□．经XRD和Raman光谱分析表明,薄膜中只存在低阻NiSi相,而没有高阻NiSi2相生成．Ni(Zr)Si的薄层电阻由低阻转变为高阻的温度在800℃以上,比没有掺Zr的镍硅化物的转变温度上限提高了100℃．Ni(Zr)Si/Si肖特基势垒二极管能够经受650～800℃不同温度的快速热退火,肖特基接触特性良好,肖特基势垒高度为0.63eV,理想因子接近于1．     

Ni(Zr)Si薄膜热稳定性及其肖特基势垒二极管的电学特性

提出在Ni中掺人夹层Zr的方法来提高NiSi的热稳定性.具有此结构的薄膜,600～800℃快速热退火后,薄层电阻保持较低值,小于2Ω/□.经XRD和Raman光谱分析表明,薄膜中只存在低阻NiSi相,而没有高阻NiSi2相生成.Ni(Zr)Si的薄层电阻由低阻转变为高阻的温度在800℃以上,比没有掺Zr的镍硅化物的转变温度上限提高了100℃.Ni(Zr)Si/Si肖特基势垒二极管能够经受650～800℃不同温度的快速热退火,肖特基接触特性良好,肖特基势垒高度为0.63eV,理想因子接近于1.     

固溶时效对激光直接沉积Ti6Al4V合金组织和性能的影响

采用激光直接沉积的方式成功制备无冶金缺陷的高质量沉积态样件，研究固溶温度(910～970℃)和时效温度(500～600℃)对沉积态样件的相组成、显微组织和拉伸性能的影响。研究结果表明，沉积态和固溶时效态合金的显微组织均由大量的α-Ti(α)相和少量的β-Ti(β)相构成；另外，随着固溶温度和时效温度的升高，显微组织内的α相由细长的针状转变为短棒状。拉伸性能方面，确定了固溶时效态试样(940℃/1 h/WQ+550℃/4 h/AC、970℃/1 h/WQ+550℃/4 h/AC和940℃/1 h/WQ+600℃/4 h/AC)的拉伸强度指标高于锻件国家标准要求(σ_b≥895 MPa,σ_0.2≥828 MPa,δ≥10%);断口形貌均属于塑性断裂。     

多级时效对Al-Mg-Si(Cu)合金力学性能和显微结构的影响

本文通过透射电镜观察、差示扫描量热分析(DSC)和硬度测试等方法研究了6061铝合金在多级时效处理过程中力学性能和显微结构演变的规律.其中,T6I6热处理为先进行固溶处理,淬火后进行180℃预时效,然后在65℃中断时效,最后在180℃再次时效,120/T6I6热处理则将预时效温度改为120℃.结果表明,T6I6热处理不会明显提高合金的峰值硬度,合金强度与析出相类型、尺寸和分布有关系.120℃预时效后中断时效时继续形成GP区或β″前驱相,而180℃预时效后中断时效对显微结构的影响较小.120/T6I6的中断时效过程析出的主要是尺寸较小的GP区或β″前驱相,它们在再时效阶段不能成为析出相的形核点.T6I6在中断时效前GP区和β″前驱相基本全部析出.T6I6热处理和120/T6I6热处理均没有使峰值硬度明显增加,而且120/T6I6会拖延峰值时间.     

激光选区熔化成形TC4钛合金热处理后微观组织和力学性能

研究了退火、两相区固溶、固溶时效三种热处理方法对激光选区熔化(SLM)技术成形TC4钛合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,在SLM成形TC4钛合金中形成了细针状马氏体组织,几乎不存在β相,强度较高,塑性较差;经过840℃/2h/空冷(AC)退火处理后,TC4钛合金的显微组织由(α+β)相构成,具有较高的强度和塑性;经过940℃/1h/水淬(WQ)固溶处理后,β相的含量增加,晶粒长大,形成交错的(α+β)网篮组织,强度明显下降,塑性提高;经过940℃/1h/WQ+540℃/4h/AC固溶时效处理后,形成了均匀弥散的(α+β)相,α相粗化,强度降低,塑性小幅提高。TC4钛合金经过热处理后,内部残余应力减小,变形开裂倾向降低。采用840℃/2h/AC退火处理工艺,可使SLM成形TC4钛合金获得较佳的强度/塑性匹配。     

Al-7Si合金在热处理过程中的显微结构演变

本文利用扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了固溶处理和时效处理过程中铝硅二元合金中硅颗粒、析出相及硅颗粒与铝基体界面处的微观结构变化特征。研究结果表明:随着固溶时间的延长,硅颗粒的形态由树枝状逐渐变成椭球状和球状;时效过程中,溶入α-Al基体中的硅原子会在铝基体中聚集,形核并形成沿铝基体{111}面生长的硅析出相,同时还会在硅颗粒上析出一层硅的纳米孪晶,这些纳米孪晶会随着时效时间的延长不断长大。硅的孪晶壳层中存在大量孪晶和其他缺陷,除了常见的SiΣ3(111)孪晶外,观察到的孪晶类型还包括多重孪晶,如五重孪晶。     

热处理对激光立体成形DZ125高温合金组织的影响

研究了热处理对激光立体成形DZ125高温合金凝固微观组织的影响。结果表明,随着固溶处理温度的升高,初生γ′相的溶解增多,在1240℃固溶2 h后初生γ′相全部固溶;Ni_5Hf相和MC_((1))碳化物在高温保温时发生固态相变,经1180℃/2 h/空冷(AC)热处理后Ni_5Hf相全部分解,释放的Hf元素与基体固溶的C原子结合形成MC_((2))碳化物,部分MC_((1))碳化物在1000℃保温12 h后转变为M_(23)C_6或M_6C型碳化物;完全固溶处理后在1100℃和870℃时效时,γ′颗粒尺寸的变化规律及经验分布函数与Lifshitz-Slyozov-Wagner(LSW)理论预测的较为一致。拟合得到γ′相的粗化激活能为231.43 kJ/mol,γ′颗粒的粗化受Ti、Al原子在Ni中的扩散控制。     

钛合金在舰载雷达设备中的应用

简要介绍了在某型雷达稳定转台中主要受力构件使用钛合金材料的可靠性分析，并介绍了钛合金铸造、加工的特点及提出处理和控制的有效方法。     

钛合金表面激光重熔镍包石墨涂层的研究

为了提高钛合金的表面耐磨性能,以镍包石墨粉末作为预涂材料,先热喷涂到Ti-6A l-4V基底表面,再采用激光技术进行重熔处理,获得了质量良好的增强涂层。通过XRD、SEM和EDS对涂层组织进行分析,结果表明:涂层的微观组织为固熔了少量Ti元素的镍基,含有大量的TiC增强相。这些TiC增强相呈现发达的枝晶状形态,是在激光重熔过程中原位反应生成的。显微维氏硬度测试表明:激光重熔涂层的硬度达到HV1200,是钛合金基底硬度的3倍。     

钛合金基体上激光熔覆制备钛铝化物基复合涂层组织特征

采用含有Ti,Al,Nb,Cr,C元素的混合金属粉末，以激光熔覆的方法在Ti-6Al-4V合金基材上制备了钛铝化物基原位合成碳化物增强复合涂层，分析了涂层的成形、组织组成、成分分布、相结构组成以及显微硬度分布等显微结构特征。所制备的涂层组织细小均匀，其显微结构特征可以描述为：等轴γ-TiAl＋层片(γ-TiAl/α2-Ti3Al)＋碳化物增强相，其中，等轴的γ-TiAl晶粒尺寸在微米量级，γ-TiAl/α2-Ti3Al 层片间距在500 nm以下，碳化物增强相在涂层内部均匀分布，呈微米级的短棒状形态。     

钛合金超精密切削过程的数值模拟与实验分析

以钛合金材料TC源的超精密切削加工机理为研究目的,采用有限元技术与实验验证相结合的方法,建立了钛合金材料超精密切削过程的正交切削有限元模型,深入介绍了有限元建模过程中有限元模型的建立、材料应力应变关系等关键技术。采用建立的有限元模型对钛合金的加工过程进行了正交切削有限元模拟。通过模拟获得了切屑形成过程、切削力曲线以及温度分布等结果。应用单点金刚石车床进行了钛合金TC4 的超精密车削实验, 研究结果显示数值模拟结果与实验结果比较吻合。数值模拟方法的有效性也得到了验证,可以进一步用来研究钛合金材料的切削过程。     

TC1合金激光焊接工艺探索

对TC1钛合金激光焊接工艺及接头性能进行研究。通过设计拖罩及专用夹具 ,较好解决了焊接熔池的保护 ,获得了无气孔、裂纹 ,表面无氧化的银白色焊接接头。熔透 1 .5mm的板材 ,焊接速度可达 3m/min .。接头横截面形貌为“沙漏”状。通过组织和力学性能分析发现 ,尽管组织较粗大 ,焊缝仍具有较好的综合性能     

Ti-6Al-4V合金基体上激光熔覆Ti+TiC粉末的显微组织

在Ti-6Al-4V合金表面进行了Ti+33%TiC的激光熔覆试验研究。利用SEM分析手段对Ti+33%TiC熔覆层的显微组织进行了分析,阐述了熔覆层的强化机制。显微组织分析表明,Ti-6Al-4V合金表面Ti+33%TiC激光熔覆层的显微组织沿层深方向可分为熔覆区、结合区和热影响区3个区域。熔覆区中的TiC以细小的枝晶形式存在,Ti基体填充在TiC树枝晶的间隙中,起到连接TiC和传递载荷的作用,熔覆层得到明显的强化。     

钛合金表面激光熔覆Ni-Ti-Cr-C复合涂层组织结构研究

利用横流CO2激光器在TC4表面制备出原位自生TiC陶瓷颗粒增强Ni基复合材料涂层。XRD分析表明:涂层中存在γ-Ni、β-Ti固溶体及TiC为主的陶瓷相。利用SEM、EDS、EPMA对涂层微区组织结构进行了研究。结果表明:涂层内枝晶组织细小均匀,枝晶内和枝晶间存在明显的组织和成分差异。涂层显微硬度比基体显著提高。     

激光表面合金化提高钛合金高温抗氧化性能的研究

采用Ａｌ＋Ｎｂ对Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ进行激光表面合金化处理，在适当的工艺参数下，得到了ＴｉＡｌ３＋ＴｉＡｌ＋少量Ａｌ的合金化层，在９００℃空气介质中的氧化试验结果表明，激光合金化层在氧化时能够形成致密、连续的α－Ａｌ２Ｏ３保护膜层，对基体起到了良好的抗氧化保护作用     

钛合金表面激光熔覆NiCrBSi(Ti)-TiC涂层

在TC4合金表面进行了激光熔覆NiCrBSi-TiC,Ti-TiC金属陶瓷复合涂层的试验,对涂层的组织和显微硬度进行了分析和测试。结果表明,NiCrBSi-TiC涂层的组织是在初晶γ-Ni和γ-Ni,Ni3B,M23(CB)6,CrB多元共晶的基底上均匀地分布着TiC颗粒,在激光熔覆过程中TiC颗粒只是边缘发生了溶解或熔化;在Ti-TiC涂层中,TiC颗粒全部溶解或熔化,冷却时以枝晶形式重新析出。NiCrBSi-TiC涂层的显微硬度(HV900～1100)明显高于Ti-TiC的涂层的显微硬度(HV500～700)。     

激光淬火对钛合金高温干摩擦特性影响的实验研究

报道了钛合金TC11对轴承钢GCr15在室温到450℃大气环境下,激光淬火前后球盘对比研究。结果表明,经激光处理后,钛合金在150℃和300℃抗磨能力明显提高,但在室温和450℃改善不明显。