高温有序金属间化合物研究现状及前景

本文对高温结构用有序金属间化合物的发展作了评述,着重介绍了有序铝化物的物理冶金,力学性质和发展现状,并讨论了它们作为高温结构材料的发展前途。     

Y，Er离子注入对γ—TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

采用金属蒸气真空电弧(MEVVA)离子源将稀土Y,Er离子分别注入γ-TiAl金属间化合物,注入能量为50～60 keV,注入剂量为1×1017 cm-2.研究了γ-TiAl在空气中800～900℃,200 h的循环氧化行为.结果表明,Y,Er离子注入γ-TiAl的氧化增重比原始试样均未见明显减小,同时出现了严重的氧化膜剥落现象.不同于稀土改善Fe,Co和Ni基高温合金抗氧化性能,Y,Er离子注入不具有增加氧化膜粘附性,改善γ-TiAl抗氧化性能的作用.     

Cr3Si／Crl3Ni5Si2金属间化合物合金组织与高温滑动磨损性能的研究

利用水冷铜模激光熔炼炉制得了由初生枝晶Cr3Si和枝晶间Cr3Si／Crl3Ni5Si2共晶组成的金属间化合物合金。利用OM，SEM，TEM，EDS和XRD分析了该金属间化合物的显微组织，在400℃，500℃和600℃条件下测试了其耐磨性能。结果表明，由于Cr3Si和Crl3NisSi2硬度高、原子键合力强、组织细小、均匀，在高温滑动磨损条件下具有优良的耐磨性能。     

TiAl基合金高温变形行为研究

通过对Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ－０．５Ｍｏ（ｗｔ％）合金在９００℃高温拉伸时的变形特性、显微组织变化及断口形貌的研究。发现ＴｉＡｌ基合金高温变形主要是通过等轴γ相晶粒内的位错滑移、晶界滑移和层片晶团中层片间的相对滑移来进行的；γ相晶粒在变形过程中发生周期性的动态再结晶并引起流变应力周期性波动；层片状晶团与γ晶粒变形的非协调性导致孔洞在Ｌ／γ界面形核，长大并相互连通使合金最后断裂。     

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     

NiAl-25%Cr合金的高温蠕变行为

研究挤压NiAl-25Cr合金在1073~1123K温度区间的蠕变行为。结果表明:在实验温度区域内,挤压NiAl-25Cr合金表现出两种明显不同的蠕变机制;在低温区域中,由位错的滑移和攀移控制蠕变变形过程;而在高温区域中,位错粘滞滑移控制蠕变变形过程。在研究蠕变的温度范围内,合金的蠕变表观激活能高于Ni的晶格自扩散能,这可以解释为在蠕变瞬时变形过程中,第二相粒子沿着基体相运动的结果,第二相粒子可能是γ'-Ni3Al相或α-Cr相。     

NiAl—28Cr—5Mo—1Hf合金的高温氧化行为研究

研究了NiAl-28Cr-5Mo-1Hf合金在1000－1200℃空气中氧化行为。X射线结构分析表明,氧化膜主要由α-Al2O3构成,并含有Cr2O3和少量HfO2。采用扫描电镜和能谱分析研究了氧化产物的微观组织及成分,并从合金组成探讨了NiAl-28Cr-5Mo-1Hf合金的氧化机制。     

等离子体基高温离子注入研究进展

综述了等离子体基高温离子注入的发展及应用情况,介绍了由于高温注入中辐照增强扩散和热扩散的共同作用,注入层成分、组织结构、力学性能和抗腐蚀性能随温度提高发生的变化.并对今后的发展趋势作了预测.     

Al离子高温注入Fe靶的表面合金化研究

利用能量120 keV的Al离子注入250和500℃的Rj靶,研究了高温注入条件下Fe靶表层合金化过程.Fe靶表 层A1的浓度一深度分布和相结构分别采用Rutherford背散射谱(RBS)和X射线衍射谱(XRD)分析.实验结果表明:注 入剂量为1×10"cm一。时, AI离子注入250和500℃Fe靶的注入深度分别为180和200 nrn,峰值浓度均为10％(原子 分数).离子注入层中形成了金属间化合物AllaFe4相,同时记录到少量残留氧造成的氧化物A1Ee03相.利用有效形成热模型 合理解释了Al离子高温注入Fe靶的合金相形成规律,利用相应金属离子高温注入金属靶传质模型可获得与实验相符的结果.     

MEVVA源金属离子注入和金属等离子体浸没注入

ＭＥＶＶＡ源金属离子注入技术和金属等离子体浸没注入技术ＭｅＰＩＩＩ的共同特性是强流金属离子注入。它们各具长处,相互补充,共同发展。前者因无鞘层重叠问题和其方向强的特点,特别适用于小件、简单件的大批量金属离子注入处理,能保证处理的均匀性和高效率。后者因无视线加工限制并克服了保持剂量问题,特别适用于处理体积较大、形状复杂的工件,能保证工件所有暴露表面的加工均匀性,调整工作参数,还能进行金属膜沉积和各种     

钇离子注入AZ31镁合金的氧化行为

研究了AZ31镁合金在钇离子剂量为5×10^16，1×10^17及5×10^17ions／cm^2注入条件下的氧化性能。纯氧气氛、500℃下的氧化实验结果表明，钇离子注入能提高AZ31镁合金的抗氧化性能，而且随着注入剂量的增大，合金表面抗氧化性能提高越大。俄歇电子能谱（AES）和X光电子能谱（XPS）分析表明：钇离子注入以后，在镁合金表面形成了具有双层结构的氧化层，外层主要由MgO组成，而内层主要由Y2O3，MgO构成。这一新形成的氧化层有利于提高AZ31镁合金的抗氧化性能。     

离子注入在医用钛及其合金表面改性中的应用

钛及其合金因具有较好的耐蚀抗磨性、生物活性、生物相容性以及在生理环境中的无毒性,成为医用领域中最常用的一种金属材料。但是,钛及其合金自身无抗菌性,表面摩擦因数大,抗塑性剪切能力低,且长期服役中易被环境污染和易于磨损失效,这些特性在一定程度上限制了其应用领域的扩展。因而,学者常采用离子注入技术对医用钛及其合金进行表面改性,以提升其表面性能,延长其制件服役寿命和扩展材料应用范围。研究表明,单一元素离子注入对提升钛及其合金的医用性能不够理想,因而学者采用金属+非金属、金属+金属离子进行复合注入,旨在提升改性层减摩抗磨、耐蚀性能的同时,增强改性层的生物活性及服役过程中的抗菌性。另外,对现有研究展开分析与综述后,提出了对医用钛及其合金的离子注入改性,将朝着进一步深入理论、模拟研究,多复合离子(特别是金属+金属+非金属复合离子)注入研究,高性能离子注入设备研发及其离子注入参数拟定与优化等方面发展。     

高温工况下一种耐热耐磨新材料的组织、性能研究

选择高温综合性能好、成本高的ZG40Cr25Ni20作为对比材料,以适量的Mn、Si、N等合金元素代替部分Ni合金研制了一种新型耐热耐磨材料;比较了两种材料热处理后的显微组织,并进行了高温磨料磨损和高温抗氧化性能对比试验;结果表明,新材料中适量的Mn、Si、N等合金元素可代替部分Ni合金促进形成奥氏体组织,且高温磨料磨损抗力和高温抗氧化性能与对比材料接近,在实际工况中代替ZG40Cr25Ni20是切实可行的。     

耐热镁合金的研究进展

综述了耐热镁合金的发展历史,以及近年来耐热镁合金研究发展现状.主要介绍了Mg-RE系、Mg-Al系、Mg-Zn系3 类主要耐热镁合金的耐热机理和研究发展.本文提出了耐热镁合金的未来的发展趋势.     

离子注渗复合表面改性技术研究进展

综合国内外研究现状,目前针对离子注渗复合表面改性技术已开展了大量的研究工作,然而还缺少对其进行系统介绍的研究报道。首先,对离子渗技术（离子渗氮、离子渗碳和离子渗硫）、离子注入技术（氮离子注入、碳离子注入和金属离子注入）和离子注渗复合技术的原理进行了介绍。其次,对上述表面改性技术的研究进展进行了综述和总结。最后,针对目前离子注渗复合技术的不足之处,从改善硬件设备、强化作用机理、系统研究复合处理工艺和促进其工业化应用等方面进行解决,提出要充分利用注渗和镀膜技术复合的优势来实现材料结构功能一体化,推动多相复合强化技术的研究与开发,为工业化应用奠定理论基础。     

高温低能高电流密度离子注入材料的摩擦学应用

高温低能高电流密度离子注入技术,已表明可以显著改善各种材料的摩擦学性能。本文综述了此领域中一些研究结果,并在奥氏体不锈钢和工具钢材料上对该技术与离子氮化和在相同条件下高能离子注入技术作了比较。显微结构分析及摩擦学性能评价表明,三种技术可以产生差不多相同的显微结构,但低能离子注入层由于具有较高的氮浓度和较深的扩散层而显示了较高的耐磨性。本文提出了一个物理模型来表示这种现象的机理。高电流密度是形成较深氮化层的主要原因,而离子能量具有次要作用,只要它能克服表面障碍,去除原有的氧化层,防止表面氧化,井在表面上建立起较高的氮浓度就可促进随后的快速扩散。对该技术的应用与限制也进行了论述。     

等离子体基离子注入氮对铝合金耐磨性的影响

利用等离子体基离子注入技术对硬铝ＬＹ１２和锻铝ＬＤ１０两种材料通过改变注入脉宽、频率、时间和电压等参数进行氮离子注入,注入剂量范围为２×１０１７～１×１０１８Ｎ＋／ｃｍ２。利用低角Ｘ射线衍射法（ＧＩＸＲＤ）分析氮离子注入层的相结构。在此基础上进行了显微硬度和摩擦磨损试验。由于氮离子注入铝合金能形成硬质的ＡｌＮ析出相,合金表面硬度及耐磨性都得到改善,随着注入脉宽、频率、时间和电压的增加,铝合金表层硬度及耐磨性也相应提高。