高性能稀土镁合金的研究进展

随着近年来汽车等工业节能减排对更高性能轻质镁合金的迫切需求,镁合金在工业应用中展现出了很大的发展前途。稀土镁合金系由于具有高温强度高、优良抗蠕变性能及耐热性能以及良好的塑性和耐腐蚀性等高性能,已经成为越来越受到重视的镁合金系之一,并在航空航天、电子、汽车、通讯等领域得到了广泛应用。目前,国内外已开发了Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Gd-Y、Mg-Y-Gd等一系列稀土镁合金。综述了高性能稀土镁合金的研究进展和应用现状,主要介绍了Mg-Y和Mg-Gd二元和多元合金系的研究开发及应用的新进展,以及含长周期堆垛有序结构(Long Period Stacking Ordered Structure,简称LPSO结构)的Mg-Y-Zn、Mg-Gd-Zn、Mg-Gd-Y-Zn、Mg-Y-Gd-Zn合金系的研究现状。最后,展望了高性能稀土镁合金的发展趋势。     

高铌TiAl高温合金的研究现状与展望

高铌TiAl高温合金是一种具有发展前途的新一代高温结构材料,合金化元素铌的添加能够显著提高γ-TiAl合金的工程应用.文章首先综述了高铌TiAl合金的性能特点和应用前景,并简单介绍了该合金的最新基础研究情况,随后介绍了制备高铌TiAl合金的基本工艺.最后论述了国内外高铌TiAl高温合金的发展历史和趋势.     

DZ468合金的物理性能和蠕变性能初步研究

对一种新型镍基高温合金DZ468的物理性能和蠕变性能进行了初步研究.研究结果表明:与DZ125合金相比较,DZ468合金具有良好的物理性能.DZ468合金的蠕变性能曲线在相同温度下形状相似.760℃时,蠕变曲线呈现了明显的三阶段,既蠕变初始阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段;850℃和980℃时,蠕变曲线呈现明显两个阶段,既稳态蠕变和加速蠕变阶段.     

Ru对镍基单晶高温合金凝固特性、TCP相析出及蠕变性能影响的研究进展EI北大核心CSCD

镍基单晶高温合金因优异的高温力学性能而被广泛应用于航空发动机和地面燃气轮机的涡轮叶片等关键热端部件。Ru元素作为第四代、第五代镍基单晶高温合金的主要特征元素,其添加对合金从凝固特性到最终的服役性能都起到关键的影响。本文从镍基单晶高温合金的凝固特性、凝固组织、TCP相析出及蠕变性能等方面出发,综述了Ru元素对镍基单晶高温合金影响的研究进展,系统分析了Ru的添加对合金凝固路径、凝固特征温度、微观偏析等凝固特性及共晶、碳化物等凝固组织的影响规律,并重点探究了Ru的添加能抑制TCP相析出及提高合金蠕变性能的原因。目前由于多组元交互作用对组织与性能影响机理的复杂性,使得含Ru高温合金的成分设计与优化具有更高的挑战,建议未来含Ru高温合金的相关研究从富Ru新相的析出原因及抑制、Ru添加对凝固缺陷的影响及Ru与其他元素交互作用对“逆分配”效应及TCP相析出的影响机制等方面做进一步探究,为发展新型高性能含Ru高温合金的设计提供思路。     

稀土钇对2519合金组织及耐热性能的影响

采用X射线、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等手段研究了微量稀土Y对2519合金的显微组织及耐热性能的影响.结果表明,在2519合金中Y元素与Cu,Al元素主要形成Al6Cu6Y金属间化合物,并沿晶界分布.这些金属间化合物有效阻碍高温时基体的变形和晶界的移动,提高合金高温强度.添加0.20%Y(质量分数)可使合金200℃时的抗拉强度提高30%,但伸长率有所下降.Y含量的进一步增加,含Y化合物聚集长大成块,合金室温及高温力学性能降低.同时发现,微量的Y细化了合金的再结晶组织,细化了合金强化相θ′相.添加0.10%Y时可使合金的室温强度提高20MPa.     

含铝奥氏体不锈钢的强化相析出调控和蠕变性能研究进展

根据我国的能源结构,发展大容量、高参数的超(超)临界火电机组和高效的先进核能是解决能源短缺与环境污染之间矛盾的主要途径。为了能够长期在高温、高压的恶劣环境下服役,对发电机组和核能系统结构用材料提出了更苛刻的要求。含铝奥氏体不锈钢兼具优异的抗氧化性能和高温强度,可作为超(超)临界电站及超临界水堆等先进能源系统关键部位的候选材料。蠕变性能是含铝奥氏体不锈钢应用于先进能源系统的重要服役性能,其与析出相(包括碳化物M₂₃C₆及MC、Laves相、NiAl相、FeCr相等)的种类、尺寸和分布状态关系密切。如果析出相能以有效钉扎位错的合适尺寸均匀弥散分布于基体中,且具有较好的高温稳定性,那么合金就能获得优异的高温蠕变性能。总结现有的研究成果可知,含铝奥氏体不锈钢的主要发展方向和调控思路是以Super304H、HR3C和TP347HFG为基体,进一步调整Al、N、Si、Ni、V、B等合金元素含量,研究合金在服役过程中纳米级别析出相的分布情况、高温蠕变性能等变化规律。主要研究目标是在控制成本的前提下通过析出相的有效调控,提升合金的高温蠕变性能和抗氧化性能。因...     

SiC /AZ61镁基复合材料蠕变性能的研究

采用搅熔铸造法制备碳化硅颗粒增强镁基复合材料SiC/AZ61,通过动态机械热分析、显微组织观察和XRD衍射分析了其蠕变性能.结果表明:碳化硅颗粒的加入细化了晶粒,SiC大多分布在晶界处,颗粒镁基复合材料的蠕变性能与AZ61合金相比得到了显著的改善.蠕变性能的提高主要因为高温时具有高的热稳定性的SiC颗粒取代晶界处高温下易软化的β相(Mg17Al12)钉扎晶界,阻止了晶界的交滑移和位错的攀移.     

合金化提高镁合金抗蠕变性能的研究进展

从镬合金高温蠕变机理出发,评述了提高镁合金抗蠕变性能的主要途径和近年来国内外主要抗蠕变镁合金系列(Mg-Al系、Mg-Zn系、Mg-RE系)的研究进展.通过合金化在镁合金晶内和晶界处生成一些弥散分布、热稳定性高的沉淀强化相,可减少高温时镁合金的扩散蠕变和晶界滑动,是提高各系列锾合金抗蠕变性能的有效方法.     

Ti600合金中硅化物与蠕变性能关系的研究

研究了Ti600高温钛合金在固溶处理过程中,不同冷却速率对组织结构的影响及结构与性能之间的关系.重点考察冷却速度对抗蠕变强度的影响,以确定最合适的热处理制度.实验内容包括:观察α片层宽度与晶间α形貌随冷却速度的变化规律;测试不同状态下棒材的高温蠕变性能;分析组织特征与性能之间的相互关系;测定了Ti600合金中硅化物的溶解温度,研究硅化物对合金晶粒尺寸的影响规律.结果表明,在固溶处理过程中,随着冷却速率的增加,α片层宽度减小,硅化物对合金晶粒长大具有明显的抑制作用.当合金在硅化物溶解温度以下进行固溶处理时,其晶粒尺寸的增加比较缓慢,而当固溶温度一旦超过硅化物溶解温度,其晶粒尺寸则迅速增大.研究得出,合金的固溶处理温度处在相变点与硅化物溶解温度之间,合金可获得良好的综合性能.     

表面具有交联结构的UHMWPE纤维的制备及抗蠕变性能研究

本工作通过湿法纺丝制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,并结合水解缩合反应对UHMWPE纤维进行表面改性,研究了改性纤维化学结构、热稳定性以及微观形貌的变化,系统探究了改性纤维抗蠕变性能与结构之间的变化关系。结果表明：改性后,纤维表面形成明显交联结构,纤维结晶度下降,热稳定性变化不大,表面分子链运动能力下降。相比于未改性UHMWPE纤维样品,改性纤维抗蠕变性能提升超过50%。本工作集UHMWPE纺丝工艺与表面改性于一体,显著提高了UHMWPE纤维的抗蠕变性能,并通过两种测试方法进行了验证,这为制备高抗蠕变UHMWPE纤维材料提供了方法。     

高温热氧老化对尼龙66结晶与蠕变性能的影响

通过熔融挤出制备添加热稳定剂的稳定化尼龙66和未添加热稳定剂的尼龙66。采用差示扫描量热分析、X射线衍射、蠕变试验和显微拉曼等方法研究了高温(180℃)热氧老化不同时间后尼龙66的结晶性能、蠕变性能及外观形貌等,同时探讨了热稳定剂对其影响。结果表明,随着热氧老化时间的延长,尼龙66的熔融峰和结晶峰均向低温偏移,结晶度,α晶型的(100)晶面与(010)/(110)晶面的衍射峰强度之比与尼龙66的蠕变应变均呈下降趋势,稳定剂的存在减缓了上述现象,抑制了尼龙66的降解,提高了尼龙66在高温环境下的使用寿命。     

稀土镁合金抗高温蠕变性能的研究进展

稀土元素在镁合金中能够细化晶粒尺寸,可以利用其固溶强化和第二相强化机制提高合金力学性能,改善镁合金的抗高温蠕变能力。介绍了镁合金的蠕变机理,以及稀土Y元素、Gd元素、Sc元素和Ce元素对镁合金组织和蠕变性能的影响,综述了目前国内外开发的Mg-Y、Mg-Gd、Mg-Sc、Mg-Ce等一系列稀土镁合金的研发现状,对稀土镁合金的发展现状给予意见,并对稀土镁合金的发展前景进行展望。     

镁稀土合金表面氧化铈-氧化钇稳定氧化锆涂层的耐高温及抗腐蚀性能

为提高镁稀土合金Mg-Gd-Y-Zr的耐高温和抗腐蚀能力,采用溶胶-凝胶法在该合金板表面制备了氧化铈掺杂氧化钇稳定氧化锆(CYSZ)的耐蚀涂层.X射线衍射和红外光谱等分析结果显示该涂层主要由CeO2-Y2O3-ZrO2等氧化物组成.析氢法和交流阻抗等电化学测试表明CYSZ涂层在5%NaCl溶液中比铬酸盐转化膜耐蚀性能更好,溶胶-凝胶膜贮藏和缓慢释放缓蚀剂显著增强了耐蚀涂层对基体镁合金板的耐盐水腐蚀能力.高温氧化动力学行为表明,在623 K时该膜对基体镁合金能够进行长时间保护.     

通过离子掺杂剂界面偏析来提高氧化物弥散强化合金的机械性能

氧化物弥散强化钨合金(ODS-W)因具有显著提升的抗辐照能力、高温强度以及抗蠕变性能而展现出巨大的高温应用潜力.然而,分散在合金中的氧化物第二相颗粒容易在钨晶界处团聚并长大(甚至到微米尺寸),这大大抑制了它们对钨合金的强化效果.目前,如何有效细化和分散钨晶界处的氧化物第二相颗粒一直是人们面临的巨大挑战.在本文中,我们通...