添加Cr合金化FeAl金属间化合物多孔材料的制备及性能

在Fe-25%Al金属间化合物成分基础上,添加铬(Cr)元素进行合金化,通过元素偏扩散-反应合成-烧结的方法制备含Cr的铁铝(FeAl)金属间化合物多孔材料,并采用X射线衍射(XRD)分析反应合成过程中的物相变化,采用孔结构测试仪、排水法、弯曲试验和冲击试验研究Cr含量对FeAl金属间化合物多孔材料孔结构和力学性能的影响,通过静态腐蚀实验研究Cr合金化FeAl多孔材料的耐腐蚀性能。结果表明:Cr含量为20%时,制得的FeAl多孔材料物相仍为单一FeAl相;其中,Cr含量为5%~10%时,FeAl多孔材料的强度和韧性值较高;随Cr含量增加,FeAl多孔材料的孔径和孔隙度均增大,材料的氧化和硫化速率显著降低。     

FeAl金属间化合物多孔材料高温硫化性能及应用

以Fe/Al元素混合粉末为原料,通过反应合成制备Fe-40%Al(原子分数)金属间化合物多孔材料。于600℃在S2(1×104Pa)+N2的混合气氛中进行高温循环硫化实验,研究FeAl金属间化合物多孔材料的硫化性能以及材料孔结构的稳定性,并与预氧化多孔FeAl、多孔316L不锈钢和多孔Ni进行对比。结果表明,经过152h的循环硫化后,多孔FeAl质量增加1.1%,预氧化多孔FeAl质量增加0.003%,而多孔316L不锈钢和多孔Ni质量分别增加10.24%和52.2%。多孔FeAl材料的最大孔径则从开始的13.9μm缓慢减小至22h的12.9μm,随后保持长时间的稳定状态,而多孔Ni和多孔316L不锈钢的最大孔径分别经历22h和52h硫化腐蚀后降为0。由此说明Fe-40%Al多孔材料的高温抗硫化性能及孔径的稳定性远优于多孔Ni和多孔316L不锈钢。经过预氧化处理的FeAl多孔材料的高温抗硫化性能更加优异。含SO2高温烟气净化试验表明,FeAl滤芯过滤器除尘效率高,工作稳定。     

中俄合作研制出金属陶瓷多孔材料

一种金属陶瓷多孔材料近日由俄罗斯专家与我国山东科技大学合作研制成功。这种新材料利用镍、铝、钛等金属之间的自蔓延高温合成反应制备而成金属间化合物多孔材料,它克服了常规多孔材料孔隙率和孔洞大小检测的诸多不便,既具有金属的强韧性,又有陶瓷的高硬度和耐热性,将其做成多孔状用于汽车尾气净化,是理想的催化剂载体材料。这种用钢铁冶金废物制备的金属陶瓷多孔材料能够降低多孔材料成本,调节材料的脆性,增强韧性。中俄合作研制出金属陶瓷多孔材料     

镍铝基高温结构材料的研究进展

综述了镍铝(NiAl,Ni3Al)基高温结构材料在室温下具有的综合性能指标:抗高温氧化性能好,有较高的高温强度和蠕变抗力以及强度大等特点,而且在一定的温度范围内,其屈服强度反而随温度的上升而提高,通过添加其他元素,其性能得到改善.总结了金属间化合物的各种制备方法,如定向凝固法,快速凝固法,白燃烧高温合成法,超塑性成型等.探讨了进一步降低脆性,提高塑性等问题,以及在不远的将来取代一部分正在使用的比强度较差的结构材料.     

铈含量对NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf共晶合金氧化性能的影响

研究了不同稀土元素Ce含量对NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf合金在1100℃空气中的氧化行为的影响.结果表明:适量稀土元素Ce的添加显著地提高了基体合金的抗高温氧化性能,而过量添加稀土元素则会恶化基体合金的高温氧化性能.X射线结构与SEM分析表明:基体合金表而氧化膜主要由α-Al2O3构成,并含有少量的Cr2O3和HfO2,而当稀土元素添加量达到0.5%(质量分数),氧化膜中出现富稀土Ce的氧化物.采用EDAX分析研究了合金表面氧化产物的微观组织及成分,并从合金相组成探讨了稀土元素Ce提高基体NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf合金的抗高温氧化性能的机制.     

TiAl金属间化合物高温结构材料研究的进展

金属间化合物是一种介于无机非金属陶瓷和金属之间的新型材料,它同时兼有金属的韧性和陶瓷的高温性能,而金属间化合物     

真空烧结Fe-Al多孔材料的元素挥发及其对孔结构的影响

以Fe、Al元素混合粉末为原料,采用粉末冶金法,通过偏扩散/反应合成—烧结,制备Fe-Al金属间化合物多孔材料。根据烧结前后多孔试样的质量变化,并结合XRD、SEM、EDS等测试手段,对烧结过程中多孔试样基础元素挥发行为及孔结构变化进行研究。结果表明,真空烧结元素粉末制备Fe-Al多孔材料过程中,最终烧结温度为1 000℃、保温4 h时,Fe-Al多孔试样质量损失率为0.05%,而最终烧结温度为1300℃时质量损失率达到10.53%;随着最终烧结温度升高,合金元素沿孔壁表面挥发程度增大,导致Fe-Al多孔试样的孔径、开孔隙率和透气度变大。采用MIEDEMA模型和LANGMUIR方程,对真空烧结过程中的质量损失原因进行理论分析,表明Al的挥发是导致多孔试样的质量和孔结构变化的主要原因。     

Fe-Al系金属间化合物多孔材料的制备及孔结构表征

以Fe、Al元素粉末为原料,采用分段无压反应合成工艺制备Fe-Al系金属间化合物多孔材料,并对其孔结构进行表征.通过改变Fe-Al元素的配比,研究Al含量对Fe-Al金属间化合物多孔材料透气度和最大孔径以及孔隙度的影响.结果表明,Al含量对Fe-Al金属间化合物多孔材料孔隙度的影响显著.在Al含量(质量分数)20%～45%的范围内,Fe-Al金属间化合物多孔材料的孔隙度与Al含量之间遵循严格的直线增加规律;Al含量对Fe-Al金属间化合物多孔材料最大孔径和透气度的影响与对孔隙度的影响相似.本实验条件下Fe-Al系金属间化合物多孔材料中透气度(k),开孔隙度(θ)和最大孔径(dm)之间的定量关系式为:K=0.2538dm2θ.     

Fe3Al金属间化合物多孔材料的研究

采用粉末冶金方法制备了Fe3Al多孔材料，研究了烧结温度等工艺参数对Fe3Al多孔材料的力学性能、过滤特性的影响，考察了，制得的Fe3Al多孔材料的高温强度和耐腐蚀性能。结果表明，Fe3Al烧结多孔材料具有很好的抗拉强度、渗透特性和耐腐蚀性能。     

烧结镍基高温合金丝网多孔材料的抗氧化性能研究

采用静态增重法,测试了两种不同尺寸的烧结镍基高温合金丝网多孔材料样品及致密单丝样品在900℃下的氧化动力学曲线与氧化速率;采用9410型全自动压汞仪测试多孔小样品的表面积,同时通过透气系数计算其表面积,并据此对多孔小样品的氧化速率进行修正;用SEM、EDS及XRD等手段观察分析多孔样品氧化100 h后的显微形貌与氧化物的组成情况。结果表明:经过100 h氧化实验,大、小多孔样品的氧化速率为单丝样品的7倍左右;多孔小样品修正后的氧化速率远远小于修正前的氧化速率,也小于单丝样品的氧化速率;多孔样品的表面氧化物呈球形,分布较为均匀,其组成主要为Ni Cr_2O_4。     

温轧FeCrAl钢退火组织演变对力学性能的影响

摘要：研究采用电子背散射衍射技术（EBSD）对温轧及退火态Fe-13Cr-4.5Al-2.2Mo-1.1Nb（质量分数,%）钢的织构、晶界类型和Laves相进行了表征,并讨论了对力学性能的影响。结果表明,300℃温轧变形,70% 的样品出现显著的变形不均匀组织,利用Taylor因子解释了不均匀变形特征,晶粒取向以变形织构α、γ和<100>//ND为主,比例分别为43.3%、39.0%和17.1%,屈服强度和抗拉强度为1298.1MPa和1371.6MPa,伸长率4%。750～800℃退火30～60min后,再结晶晶粒尺寸小于10μm,γ织构比例减少至11.9%～15.5%,此时屈服强度为790～860MPa,抗拉强度为840～890MPa,伸长率为20%左右。1000℃退火5min后再结晶晶粒明显长大,γ织构增加至39.1%,此时屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为567.7MPa、800.7MPa和25.6%。1000℃时随退火时间增加,γ织构增加至50%以上,Laves相的钉扎是γ织构增加的原因。600℃温轧的微观组织和300℃温轧的类似,但屈服强度和抗拉强度略有下降,伸长率增加。     

The thermodynamic properties of solid Al−Mg alloys

By measurements of the electromotive force of reversible galvanic cells of the form Mg (solid)/MgCl₂ in fused LiCl/KCl eutectic/Mg _x Al _y (solid) between 370° and 550°C, values have been determined for the free energies, entropies, and heats of formation of all the solid phases of the Al?Mg binary alloy system. The aluminum-rich solid solution appears to be essentially regular with a small positive heat of formation, while the magnesium-rich terminal solution shows negative heats and entropies of formation. The intermediate phases β, γ, and ε all exhibit moderate negative heats and large negative excess entropies of formation; in the case of β and γ these properties pass through pronounced minima, at compositions within their homogeneity ranges, indicative of highly ordered stoichiometric conditions. The results are discussed in relation to known phase structures.     

Mechanical properties of Ir-Nb alloys containing Ni and Al

Two alloys made by adding 5 or 10 at. pct, respectively, of Ni-18.9 at. pct Al to an Ir-15 at. pct Nb alloy were investigated. The microstructure and compressive strength at temperatures between room temperature and 1800 °C were investigated to evaluate the potential of these alloys for ultra-high-temperature use. Their microstructural evolution indicated that the two alloys formed fcc and L1₂-Ir₃Nb two-phase structures. The fcc and L1₂ two-phase structures were examined by transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The 0.2 pct flow stresses were above 1000 MPa at temperatures up to 1200 °C, about 150 MPa at 1500 °C, and over 100 MPa at 1800 °C. The strength of the quaternary Ir-base alloys at 1200 °C was even higher than that of Ir-base binary and ternary alloys. And the strength of quaternary Ir-Nb-Ni-Al was equivalent to that of the Ir-15 at. pct Nb binary alloy at 1800 °C. The compressive ductility of quaternary (around 20 pct) was improved drastically compared with that of the Ir-base binary alloy (lower than 10 pct) and the ternary Ir-base alloys (about 11 pct). An excellent balance of high-temperature strength and ductility was obtained in the alloy with 10 at. pct Ni-18.9 at. pct Al. The effect of Ni and Al on the strength of the Ir-Nb binary alloy is discussed.     

二氧化硅质量分数对烧结矿多重分形参数的影响

从不同二氧化硅烧结矿的表观形貌出发,对表征烧结矿的分形参数进行解析,发现Δα及f（α）max值的大小表征Fe3O4和CaO·Fe2O3数量的多少及其分布的均匀程度。且随着SiO2质量分数的升高,低硅烧结矿其还原性逐渐变差而其抗压强度呈现出逐渐变好的趋势;而当wSiO2=4.8%时,多重分形谱谱宽Δα达到最小值,多重分形谱最大值f（α）max达到最大值,这就表明,此时不仅低硅烧结矿中的铁酸钙分布较均匀而且生成量最大。所以,随着低硅烧结矿SiO2质量分数的增大,其还原性逐渐变差,抗压强度逐渐变好。     

FeO、Al2O3和MgO质量分数对高炉初渣黏度的影响

以涟钢7号高炉软熔带炉料滴落形成的初渣为研究对象进行化学成分分析,采用分析纯试剂制备高炉炉渣渣样,探究CaO SiO2 MgO Al2O3 FeO五元渣系中,w(FeO)为3%～8%、w(Al2O3)为9%～13%及w(MgO)为2%～6%对涟钢7号高炉初渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明,在碱度为1.373时,炉渣黏度随FeO质量分数的增加而减小,且FeO质量分数越大,炉渣的熔化性温度越低;当w(MgO)为7.38%、w(FeO)为5%时,炉渣黏度和熔化性温度都随着Al2O3质量分数的增加而减小;当w(Al2O3)为10.95%、w(FeO)为5%时,随着MgO质量分数的增加,炉渣黏度和熔化性温度都呈现降低趋势。     

Al含量对Al_2O_3/Al金属陶瓷性能影响研究

金属陶瓷既保持了陶瓷材料优异特性,又具备金属材料优势,是一种重要的新型工程材料。本文利用粉末冶金方法制备氧化铝-铝金属陶瓷材料,研究其致密化机理,为制备高性能金属陶瓷材料提供参考。研究表明,随着Al含量的降低,金属陶瓷材料的致密度逐渐降低。在扫描电镜图片中,颗粒呈连续分布且较大的为金属Al颗粒,颗粒呈不连续分布较细小的为Al2O3颗粒。随着Al含量的降低,金属陶瓷材料的晶界数量逐渐增多。随着Al含量由75%(质量分数,下同)减至25%时,硬度依次下降,Al含量高,易熔融相多,Al2O3粉末相对少,Al能较好较充分的将Al2O3粉末包裹住,且致密化效果好,故样品整体有较高的硬度。随着Al含量的降低,样品的导电性逐渐变差。     

The mechanical properties of Al alloys reinforced with continuous Al2O3 fibers

The mechanical properties of aluminum matrix composites unidirectionally reinforced with Al₂O₃ fibers have been measured and characterized in longitudinal and transverse tension, as well as in shear. The flow strengths in transverse tension and shear are found to exceed those of the matrices, although the ductilities are lower. The strengthening is generally consistent with the development of plastic constraint in the matrix around well-bonded fibers, subject to the in situ properties of the matrix being known from independent measurements. The properties in longitudinal tension are found to involve interactions between fibers, such that fiber bundle strengths are not achieved, even when a low strength, pure Al matrix is used. Instead, the strengths are consistent with a crack growth controlled failure mechanism, wherein the strength is governed by the resistance of the material to crack extension from failed fibers.