掺V和Ag的TiAl合金中缺陷和电子密度的正电子湮没研究

测量了Ti50Al50，Ti50Al48V2，Ti50Al48Ag2合金和充分退火的Ti，Al，Ag，V金属的正电子寿命谱，利用正电子寿命参数分别计算了合金基体和缺陷态的自由电子密度。TiAl合金的脆性与其基体和晶界缺陷处的自由电子密度较低有关。在富Ti的TiAl合金中加入V，V原子比Al和Ti原子能提供较多的自由电子参与形成金属键，因而提高了合金基体和晶界缺陷处的自由电子密度；在TiAl合金中加入Ag也有类似的效应。在TiAl合金中加入V和Ag，有利于提高合金的韧性。     

用正电子湮没技术研究锌液对钛铝基合金的腐蚀

研究了Ti-50AI和Ti-45Al-8Nb合金在锌液中的腐蚀行为，并测量Ti-50Al和Ti-45Al-8Nb合金的正电子寿命谱，利用正电子寿命参数分别计算了合金基体和缺陷态的自由电子密度。TiAl合金自由电子密度比金属Ti和金属Al基体的低，当Ti和Al组成TiAl合金时，Ti原子和A1原子的部分价电子被局域化，TiAl合金中金属键和其价键共存。TiAl合金晶界缺陷的开空间较大，晶界缺陷处的自由电子密度较低，金属键结合力较弱。在TiAl合金中加入Nb元素，Ti-45A1-8Nb合金基体和晶界的自由电子密度增大，明显减慢了锌液对钛铝基合金的溶解速度。     

热处理对铸态Ti48Al2Cr2Nb1B合金组织和性能的影响

经真空自耗凝壳炉浇注得到Ti48Al2Cr2Nb1B合金试棒,通过显微组织观察和力学性能测试,研究了淬火及时效工艺对Ti48Al2Cr2Nb1B合金组织和性能的影响。结果表明,通过淬火+时效处理可以提高铸态Ti48Al2Cr2Nb1B合金的抗拉强度,但对其塑性的影响作用有限。经1 380℃×30 min/QC+1 240℃×6 h/AC处理后,Ti48Al2Cr2Nb1B合金可以获得均匀细小的双态组织,室温抗拉强度最高。     

钛铝基合金与4种陶瓷界面反应的研究

借助SEM和差热分析(DTA),研究了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料界面反应后金属侧的显微组织,并测定了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料的初始反应温度.结果表明,Ti48Al2Cr2Nb合金与锆英砂反应后的显微组织最粗大,为菊花状,而与Y2O3反应产物最细小均匀,为颗粒状;4种陶瓷材料对Ti48Al2Cr2Nb合金的初始反应温度依次为:1500,1400,1380和820℃.     

Mo掺杂对TiAl合金物性影响的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素Mo掺杂对TiAl合金体系力学性能的影响。根据计算得到的不同浓度掺杂体系的晶格常数、弹性常数、体弹模量及剪切模量发现,Mo掺杂能较好地改善TiAl合金的延性。从Mo掺杂后TiAl体系的分波电子态密度和电荷密度图,发现Ti原子的s、p、d电子均与邻近的Mo原子发生强烈的s-s、p-p、d-d电子相互作用,有效地束缚了合金中Ti和Al原子的迁移,有助于提高合金的稳定性和强度。     

TiAl基合金凝固过程的相选择问题分析

以Ti46Al7Nb2.5Vl.0Cr、Ti47Al7Nb2.5V1.0Cr、Ti48Al7Nb2.5Vl.0Cr、Ti48Al2Cr2Nb、Ti46Al和Ti46Al8Nb等Ti Al基合金为研究对象,进行深过冷非平衡凝固实验,对其显微组织和相组成进行了研究。结果表明,不同Al含量,以及Cr、Nb和V等β相稳定元素对Ti Al基合金具有重要影响。     

γ-TiAl合金的研究与开发

γ TiAl及其合金的科学研究追溯于 2 0世纪 5 0年代中期 ,一些相关的技术开发工作到 2 0世纪 70年代相继涌现。自 1980年以来 ,γ TiAl系列合金相继取得了专利产权 ,合金的成分越来越复杂 ,合金化强度越来越高。Y W kim和D M dimiduk根据此类合金的成分变化及力学性能改善等特征对这些合金做了分类 ,大致分成 3代 ,见表 1。表 1　γ TiAl基合金发展历程合金化元素含量 ( % )举　　例专利号第 1代 1Ti 4 8Al 1V 0 3CUS4 2 94 6 15( 1981年 )第 2代 2～ 4Ti 4 7Al 2Cr 2NbUS50 76 858( 1991年 )第 3代 5～ 8Ti 4 4Al 4Nb 4Zr 0 …     

Fe-40Al及Zn-40Al合金中微观缺陷和高动量电子行为的正电子湮没研究

测量了Fe、Zn和Al单晶,Fe-40Al、Zn-40Al合金以及冷轧Fe、Zn、Al和Zn-40Al合金的符合正电子湮没辐射多普勒展宽谱和寿命谱。实验发现,在二元Fe-40Al合金中,Al原子的3p电子与Fe的3d电子形成了局域的共价键,正电子与Fe的3d电子湮没概率较低。当Zn和Al原子形成Zn-40Al合金时,Zn原子和Al原子间主要以金属键结合。铸态Fe-40Al合金中的结构空位浓度较高,且存在开空间大的晶界缺陷。轧制铝的商谱明显低于单晶铝的商谱,冷轧Zn-40Al合金商谱略低于铸态Zn-40Al合金商谱,而单晶锌和轧制锌的商谱几乎重叠。Al、Zn金属和Zn-40Al合金经冷轧后,由于样品中产生了缺陷,而导致正电子平均寿命增加:轧制铝的增幅最大,轧制Zn-40Al合金增幅次之,而轧制锌的增幅最小。     

部分TiAl基合金的抗氧化性评价

用年腐蚀深度公式计算了5种TiAl基合金在700℃-1000℃高温条件下设计寿命为1年或半年的腐蚀程度，对其抗氧化进行了评价，并与其它耐热材料作了比较。结果显示，二元TiAl基合金的抗氧化性强于三元TiAl－Cr合金，前者在800℃左右，后者低于800℃；二元TiAl基合金中T -50Al及Ti-52Al的抗氧化性优于Ti-48Al合金，三元TiAl-Cr合金中Ti-48Al-4Cr的抗氧化性优于Ti-48Al-1Cr合金。5种TiAl基合金的抗氧化性均不如Ni基合金及Ni-Al系化合物，但比Ti3Al及常规钛合金好。     

Nb和Al对γ-TiAl基合金高温强度的影响

研究了Nb对γ TiAl基合金性能的影响 ,结果表明 ,高Nb合金化能大大提高γ TiAl基合金的高温强度 ,合金含Nb量越高 ,强度就越高。TEM观察表明 ,Nb对γ TiAl性能的影响类似于氧元素 ,增强d—d键的方向性 ,增加普通位错的P N力 ,提高普通位错开动的临界分切应力和滑移阻力。Al对γ TiAl合金性能的影响是通过影响合金中的α2 相含量来影响其性能的。随合金中Al含量升高 ,α2 相含量减少 ,位错运动非热激活阻力降低 ,合金的强度下降。     

用正电子湮没技术研究Zr和Nb在TiAl合金中的行为

测量了ＴｉＡｌ,Ｔｉ５０Ａｌ４８Ｚｒ２和Ｔｉ５０Ａｌ４８Ｎｂ２的正电子寿命谱,并利用正电子寿命参数分别计算了合金基体和缺陷态的自由电子密度。ＴｉＡｌ合金基体的自由电子密度比金属Ｔｉ和金属Ａｌ基体的低,当Ｔｉ和Ａｌ组成ＴｉＡｌ合金时,Ｔｉ原子和Ａｌ原子的部分价电子被局域化,ＴｉＡｌ合金中金属健和共键共存。ＴｉＡｌ合金晶界缺陷的开空间较大,晶界缺陷处的自由电子密度较低,金属键结合力较弱,材料易发生沿晶     

Isothermal oxidation behavior of powder metallurgy beta gamma TiAl–2Nb–2Mo alloy

A new TiAl–2Nb–2Mo beta gamma alloy was synthesized by powder metallurgy process. HIP’ed and vacuum heat treated specimens were isothermally oxidized at 800 °C and 900 °C in air up to 500 h. The TiAl–2Nb–2Mo alloy oxidized parabolically up to 500 h at both 800 °C and 900 °C. The oxides consisted of outer TiO₂ layer, intermediate Al₂O₃ layer, and inner TiO₂ rich mixed layer and the oxidation mechanisms of the alloy were identical at both temperatures. During oxidation, the degradation of lamellar colonies formed a diffusion zone just below the oxide/substrate interface consisting of γ-TiAl matrix and dispersed beta phases which contained high concentration of Nb and Mo. The oxidation rate of the TiAl–2Nb–2Mo alloy is more sensitive to temperature than those of the Ti–48Al–2Nb–2Cr and Ti–48Al–2Nb–2Cr–W alloys.     

溅射TiAlCr涂层对Ti-24Al-14Nb-3V抗氧化性能的影响

研究了溅射Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ及Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层对Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ抗高温氧化性能的影响。结果表明,在８００℃下,Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ及Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层表面由于可形成粘附性良好的Ａｌ２Ｏ３膜,大大改善了Ｔｉ２４Ａｌ１４Ｎｂ３Ｖ的抗高温氧化性能。９００℃时在Ｔｉ５０Ａｌ１０Ｃｒ涂层表面长出大量ＴｉＯ２,导致其氧化增重较大;而在Ｔｉ５０Ａｌ２０Ｃｒ涂层表面生成了连续Ａｌ２Ｏ３,其抗氧化性能良好。然而,由于ＴｉＡｌＣｒ涂层与基体热膨胀系数不同,在循环氧化过程中涂层出现一些裂纹,导致其抗循环氧化性能有所下降。     

STUDIES OF Nb–TiAl ALLOY BY POSITRON ANNIHILATION TECHNIQUES

利用正电子湮没寿命谱(PALS)和符合Doppler展宽(CDB)技术研究了Ti51Al49合金中Nb的掺杂效应.结果表明:低含量掺杂时,Nb原子主要偏聚在合金晶界处,提高了晶界位置的自由电子密度,有利于改善合金的室温韧性;而较高含量的Nb掺杂时,由于形成了新的晶体结构,合金基体及晶界处的自由电子密度减少,导致合金的脆性增加.     

Sulfidation properties of TiAl–2 at.% X (X=V,Fe, Co,Cu, Nb,Mo, Ag and W) alloys at 1173 K and 1.3 Pa sulfur pressure in an H2S–H2 gas mixture

TiAl–2 at. % X (X=V, Fe, Co, Cu, Nb, Mo, Ag and W) alloys were sulfidized at 1173 K for 86.4 ks at a 1.3 Pa sulfur pressure in an H₂–H₂S gas mixture. The structure, phases, and compositions of the external sulfide scale and alloy surface layer were measured using EPMA and X-RD. The TiAl–2Ag and –2Cu alloys sulfidized faster than TiAl, and the alloy surface layer was thicker than that of TiAl. Sulfidation amounts of the TiAl–2X (X=V, Co, Fe, Mo, W and Nb) alloys were almost the same as that of TiAl, while the thickness of the alloy surface layer decreased in the order: V>Co>Fe>Mo>[Cr (by Narita T, Izumu T, Yatagai M, Yoshioka T. Intermetallics, 2000;8:371)]>W>Nb. The sulfide scale was composed of multi-layer structures: an outermost (rich in Ti-sulfides), an outer (rich in Al₂S₃), an inner (a mixture of Ti-sulfides and Al₂S₃), and an innermost (rich in Ti-sulfides) layer. The alloy surface layer also had a multi-layer structure, and was classified into four groups: group 1 for TiAl–2V and –2Co alloys as well as TiAl binary alloy where the surface layer consists of alloy substrate/TiAl₂/TiAl₃/sulfide scale, group 2 for TiAl–2Nb, –2Mo, and –2W (and also– 2Cr) alloys with alloy substrate/TiAl₂/TiAl₃/(Nb, Mo, W or Cr)–Al alloy/sulfide scale, group 3 for TiAl–2Cu and –2Ag alloys with alloy substrate/TiAl₂/Ti (Al, Ag or Cu)₃ with an L1₂ structure/TiAl₃/sulfide scale, and group 4 for TiAl–2Fe alloy with alloy substrate/TiAl₂/Ti(Al,Fe)₃ with an L1₂ structure/TiAl₃/FeAl₃/sulfide scale. Diffusion paths for these four groups were shown in a tentative Ti–Al–X ternary phase diagram.     

复相Al3Ti—8Mn基合金的显微组织

在Ａｌ－Ｔｉ－Ｎｂ－８Ｍｎ四元系邻近Ｌ１２型Ａｌ３Ｔｉ－８Ｍｎ成份区合金中,随Ｎｂ含量变化,其显微组织发生明显变化。通过对不同合金的微观组织的考察,进一步确认了在Ａｌ６７Ｍｎ８Ｔｉ２５基金中加Ｎｂ并相应调整Ａｌ和Ｔｉ含量可形成ＤＯ２２型Ａｌ３（Ｔｉ,Ｎｂ）,Ｌ１０型ＴｉＡｌ和Ｇａ２Ｈｆ型Ａｌ２Ｔｉ３种类型的第二相。本文列举了Ａｌ６７Ｍｎ８ｔＩ２３Ｎｂ２,Ａｌ６５Ｍｎ８Ｔｉ２６－５Ｎｂ０．５,Ａｌ５     

不同SPS烧结温度Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微组织及力学性能(英文)

采用高能球磨和放电等离子烧结(SPS)技术,制备成分为Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)的TiAl合金块体,随后对TiAl合金进行热处理。研究在不同SPS烧结温度下制备的TiAl合金经过热处理后的显微组织和力学性能。结果表明:高能球磨后的合金粉末形状不规则,粉末颗粒尺寸大约为几十微米。XRD分析表明,机械球磨后的粉末由TiAl和Ti3Al两相组成;烧结后的Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金块体主要是TiAl相,以及少量的Ti3Al和TiB2相。当烧结温度为900°C和1000°C时,合金的显微组织为双相结构,并伴随有一些细小的等轴γ晶粒和细小的针状TiB2相。当烧结温度从900°C上升到1000°C时,Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微硬度变化不大,抗压强度从1812MPa提高到2275MPa,压缩率从22.66%增加到25.59%,合金的断裂方式为穿晶断裂。     

TiAl-X三元金属间化合物的价电子结构分析

应用固体与分子经验电子理论分析了Ti-48Al-2X(X=Nb，Cr，V，Mn，W)(at％)三元合金的价电子结构，其结果可以为研究TiAl基合金的宏观性能提供理论参考.