Ni_3Al用作硬质合金粘结剂的主要性能

Ni3Al是镍基耐热合金的重要强化组元(γ'相),它可使耐热合金得到强化并提高其耐磨性。有人曾在硬质合金中的Co/Ni粘结剂中添加Al来析出γ'相(Ni(Co)3Al)沉淀,从而使硬质合金得到强化。γ'相沉淀析出而引起的强化作用可一直保持到800℃左右。由此可见,采用Ni3Al作硬质合金粘结剂有利于提高其高温性能。Ni3Al金属间化合物一个突出的性能就是它的屈服应力随着温度的升高而明显提高。在大多数镍基超耐热合金中,对其保持高温强度起主要作用的是Ni3Al的这种异常行为。同时,Ni3Al金属间化合物还具有优异的高温抗氧化性和耐腐蚀性以及良好的…     

钛表面改性Al/NiCu组合涂层反应机理及抗氧化性能

采用等离子结合电弧喷涂的工艺方法在工业纯钛表面制备了Al/Ni Cu组合涂层,在700℃的大气环境下对Al/Ni Cu/Ti试件进行加热处理,使得Al、Ni Cu复合涂层之间发生扩散反应并原位生成具有一定抗高温氧化性能的Ni-Al金属间化合物涂层。对加热改性处理前后涂层的微观组织及Ni-Al金属间化合物的形成机理进行了研究,并对经加热和打磨处理后的Al/Ni Cu/Ti试件及无防护涂层的Ti块进行了800℃/100 h的高温氧化试验。研究结果显示,Ti基体表面Al/Ni Cu涂层经700℃炉中加热改性处理后,Al、Ni Cu涂层间可发生扩散反应并原位生成Ni Al3、Cu Al2、Ni2Al3及含有一定Cu元素的Ni Al金属间化合物,但只有高熔点的Ni Al金属间化合物能够始终稳定地存在,且此金属间化合物对Ti基体起到了较好的高温防护作用。     

Ni3Al基合金及其复合材料在劣质煤燃烧环境下抗硫腐蚀及抗氧化性能研究

研究了金属间化合物Ni3Al基合金的抗氧化、抗硫化性能。结果表明，Ni3Al基合金在劣质煤燃烧的高温环境下，具有良好的抗硫腐蚀性能，是耐热钢2520合金的3．6倍，是一种极具应用前景的高温耐硫蚀新材料。     

添加WC改善Ni3Al的焊接性能

Ni3Al金属间化合物是一种潜在的高温结构材料和耐磨材料,由于含有较多易氧化元素,它的焊接性能一直未得到有效的解决.本文研究了WC/Ni3Al复合材料焊条中的WC含量对焊接性能的影响.当焊条中不含WC时,Al大量被氧化,形成球形氧化物夹杂,焊接表面沿夹杂/基体界面出现细微裂纹.当焊条中含质量分数5%WC时,WC溶解,析出W2C,部分Al被氧化,基体转化成Ni3(AlTi)C,形成碳化物包裹氧化物/金属间化合物的复合材料.当焊条中的WC含量升高达到30%时,由于溶解C的保护作用,焊层中的Al不被氧化,可获得无裂纹的焊接面,形成碳化物/金属间化合物复合材料.     

高温结构金属间化合物及其强韧化机理

综述了自1988年以来中国科学院高温合金和金属间化合物研究组(郭建亭研究组)在高温结构金属间化合物NiAl及其合金、Ni3Al及其合金、FeAl和Fe3Al及其合金、TiAl合金以及金属间化合物环境脆性方面的主要研究成果:NiAl合金超塑性的发现及其机理研究;稀土元素改善NiAl合金的室温塑性和高温抗氧化性能;NiAl合金的韧脆转变行为及其机理;纳米晶NiAl合金及其复合材料的强韧化;内生颗粒增强NiAl基复合材料及强韧化机制;NiAl合金良好的耐高温摩擦磨损性能及自润滑机理的发现;NiAl中合金元素的作用与JJ-3合金的发展;在国际上首先发现适量Zr可韧化无硼Ni3Al合金;为使Ni3Al强韧化硼含量应加至溶解度附近;FeAl合金反常屈服峰的发现及其机理研究;微量Mg可明显改善FeAl和Fe3Al合金的室温塑性;TiAl-W-Si合金的组织、相转变和界面精细结构;金属间化合物的环境脆性实质是氢致脆性;在国际上首先用第一原理方法(DVM)研究了L12型CO3Ti的环境脆性.     

Ni3Al基金属间合金的研究进展

介绍了Ni3Al基金属间合金研究的现状和前景。Ni3Al具有高熔点、低密度和良好的抗氧化性,但是在室温下塑性差和高温时强度低限制了其作为工程材料的应用,通过对Ni3Al基金属间化合物的合金化制备及力学性能的研究,以期改善Ni3Al基金属间合金的室温塑性和高温强度。     

添加WC改善Ni3Al的焊接性能

Ni3Al金属间化合物是一种潜在的高温结构材料的耐磨材料，由于含有较多易氧化元素，它的焊接性能一直未得到有效的解决。本文研究了WC／Ni3Al复合材料焊条中的WC含量对焊接性能的影响。当焊条中不含WC时，Al大量被氧化，形成球形氧物夹杂，焊接表面沿夹杂／基体界面出现细微裂纹。当焊条中含质量分数5％WC时，WC溶解，析出W2C，部分Al被氧化，基体转化成Ni3(AlTi)C，形成碳化物包裹氧化物／金属间化合物的复合材料。当焊条中的WC含量升高达到30％时，由于溶解C的保护作用，焊层中的Al不被氧化，可获得无裂纹的焊接面，形成碳化物／金属间化合物复合材料。     

无压熔渗法制备Ni3Al/TiC陶瓷基复合材料工艺研究

研究了采用自蔓延高温反应合成的预制件TiC-Ni3Al与金属间化合物Ni3Al的浸润性、渗透性和渗透动力学.采用SEM、EDS、XRD和金相显微镜等测试分析手段,对复合材料的组织进行分析,探讨了预制型成型无压熔渗浸渗工艺参数对Ni3Al/TiC复合材料成型的影响.结果表明,金属间化合物Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al具有很好的浸润性,在一定温度条件下可形成致密无缺陷的组织;Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al在熔渗过程中保持各自的化学稳定性,在渗透过程中无新相产生;Ni3Al在预制件TiC-Ni3Al中的渗透深度与渗透时间呈抛物线关系,渗透速度随渗透时间延长而降低,且随预制件相对密度增大而降低.     

Ni_3Al金属间化合物的化学制备及耐蚀性研究

以Ni粉和Al粉为原料,采用粉末冶金方法制备了Ni3Al金属间化合物多孔材料,在不同的p H值和温度下研究了Ni3Al金属间化合物多孔材料的腐蚀行为。结果表明,在相同的p H值和腐蚀温度下,Ni3Al多孔材料的耐腐蚀性能明显高于Ni多孔材料的耐腐蚀性。     

退火工艺对Ni／Al复合涂层的组织和力学性能的影响

Ni/Al复合涂层经200℃以上温度退火后,可在Ni层和Al层的交界处形成Al3Ni和Al3Ni2两个稳定相以及Al9Ni2亚稳相。随着退火温度的升高,复合涂层中Ni和Al晶粒的长大使得涂层的强度和硬度降低。摩擦系数从退火前的0.36减小为退火后的0.27,涂层摩擦性能改善的主要原因是由于金属间化合物相的产生。     

碳化钨/金属间化合物硬质合金的研究进展

对目前国内外以金属间化合物Ni3Al、FeAl、Fe3Al为粘结相的碳化钨基硬质合金的制备方法和性能特点进行了综合评述,重点介绍了硬质合金国家重点实验室在以Ni3Al为粘结相碳化钨基硬质合金方面的最新研究成果及应用情况。结果表明:均匀细小的金属间化合物预合金粉末的制备以及适当控制界面反应是粉末冶金法制备碳化钨/金属间化合物硬质合金的有效方法。碳化钨/金属间化合物硬质合金的研究方向应集中在界面问题、金属间化合物粘结相的韧化、制备工艺和综合性能评价体系的建立等几个方面。     

Ni3Al添加量对WC-Co硬质合金中WC晶粒形状的影响

采用粉末冶金制备技术,以粗WC粉末、Co粉和WC＋Ni3Al预合金粉末为原料制备出WC-40vol％（Co—Ni,Al）硬质合金。利用扫描电镜和透射电镜研究了不同NbAl含量对WC-40vol％（Co—Ni3Al）硬质合金中WC晶粒形状的影响规律。结果表明：W在Co粘结相中的固溶度接近25．4wt％,而W在Ni,Al粘结相中的固溶度接近9．5wt％,随着NbAl含量的增加,粘结相对W的固溶度减小,合金中的WC晶粒圆钝和细小;WC晶粒表面上出现明显的台阶。相应的,延长烧结时间,WC—Co—Ni3Al硬质合金具有与WC—Co硬质合金相同的WC生长行为,WC-40vol％（Co—Ni3Al）硬质合金中的WC晶粒表面上的台阶处出现明显的刻面。     

非增碳型新型成形剂的工艺试验

阐述了两大类硬质合金成形剂的特点和区分方法,介绍了一种新型硬质合金成形剂-GBY。GBY既具有石蜡的非增碳性,又具有丁钠橡胶的优异成形性,是一种较理想的硬质合金成形剂。     

WC-Ni硬质合金研究

研究以Ni替代Co作硬质合金粘结剂，通过在Ni中添加适量的金属添加剂，来提高和改善WC－Ni硬质合金性能，采用此方法生产出来的WC－Ni硬质合金的机械性能和使用性能完全可以达到WC—Co硬质合金的水平．     

Effects of Ni addition on mechanical properties and corrosion behaviors of coarse-grained WC-10(Co,Ni) cemented carbides

The effects of the Ni content on the mechanical properties and corrosion behavior of coarse-grained WC-10Co cemented carbide, with a grain size of 3.5 μm, were investigated using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrochemical measurements, and mechanical property tests. The results indicate that the strength and toughness are improved with the addition of 2 wt% Ni without sacrificing hardness. Furthermore, the existence of Ni can decrease the corrosion current density (i_corr) of WC-10Co cemented carbide in both 0.1 M HCl and 0.1 M NaOH solutions. The SEM and XPS results reveal that only a minor amount of WO₃ formed in the corroded surface in HCl solution. The corrosion behavior was determined by the dissolution of the binder phase, and Ni can develop the charge-change resistance (R_ct). Contrarily, the Co binder phase were oxidized to a dense passive film (Co(OH)₂ and Co₃O₄) in NaOH solution, and the addition of Ni was conducive to the enhancement of the diffusion resistance (R_f). This may give insights into adding an appropriate Ni content in coarse-grained WC-Co cemented carbide, in which the wear and corrosion of the components coexist.     

热处理对硬质合金顶锤性能和结构的影响

研究了热处理对硬质合金各项性能的影响以及顶锤内部钴粘结相成分和结构的变化。结果证明热处理可提高硬质合金的抗弯强度、抗压强度和顶锤表层的钴粘结相固溶度及面心立方钴含量 ,从而使顶锤的使用性能得到提高     

镍基合金作粘结相的矿用硬质合金研究

采用Ni－Co－Cr－Mo等多元系合金作为硬质合金粘结相可以获得综合性能良好的矿用硬质合金材质,能够比较有成效地解决这一应用领域中钴代用问题。     

粘结相强化及其在辊环中的应用

低温轧制是近年钢铁企业发展线材轧制的一种新技术,强化粘结相是提高硬质合金辊环寿命的主要途径。本文从低温轧制对硬质合金辊环质量的新要求入手,综述了硬质合金辊环材料中添加合金元素强化粘结相的机理,并针对硬质合金辊环的使用工况特点,重点对Al、Ni、Cr元素强化粘结相的机理分别进行了分析。最后阐述了γ′-相强化粘结相在硬质合金辊环上的应用前景,并指出粘结相强化进一步的发展集中在解决γ′-相的室温脆性和烧结体致密化问题及建立室温下评价材料性能的指标体系。     

Ni含量对粗晶WC-Co-Ni硬质合金组织和性能的影响

以WC-10%(Co+Ni)硬质合金为研究对象,在相同含量的Co+Ni粘结相中采用不同的钴镍比来研究Ni含量对WC-Co-Ni硬质合金组织和性能的影响。结果表明随Co+Ni粘结相中的镍含量的增加,合金中显微组织结构中的粘结相的分布均匀性变差;WC晶粒的尺寸和圆度增大。合金的强度性能结果表明WC-(Co+Ni)硬质合金在粘结相质量分数为60%Co-40%Ni时抗弯强度出现最大值;随Ni含量的增加,WC-(Co+Ni)硬质合金的硬度值相差不大,但呈下降趋势;合金的密度几乎没有变化;合金的钴磁降低,磁力呈现先增后降。     

Microstructure and mechanical properties of WC Ni–Si based cemented carbides developed by powder metallurgy

In this paper the influence of the Ni binder metal and silicon as an additional alloying element on the microstructure and mechanical properties of WC-based cemented carbides processed by conventional powder metallurgy was studied. Microstructural examinations of specimens indicated the presence of a very low and even distributed porosity and the presence of islands of metal binder in the microstructure of the cemented carbides. Furthermore, despite the addition of silicon and carbon in the cemented carbides, it was not observed the presence of small fractions of undissolved SiC and free graphite nodules in their microstructure. Vickers hardness and Flexural strength tests indicated that the cemented carbide WC–Ni–Si with 10 wt.% of binder presented bulk hardness similar to the conventional WC–Co cemented carbides and superior flexure strength and fracture toughness.