Ni 基高温合金中 MC 碳化物生长的理论形貌

本文应用 PBC 理论证实了 MC 碳化物从 Ni 基高温合金熔体中生长的理想形貌是以{111}面为外表面的八面体.认为 MC 的一种生长基元为由金属原子和周围六个碳原子组成的八面体配位体,在近平衡条件下MC 碳化物的晶体生长机制是该配位体沿晶体的{111}面层状生长.     

快速凝固对Ni基高温合金中碳化物的影响

对常规铸态凝固和快速凝固高温合金中 MC 型碳化物的观察、分析表明,快速凝固后碳化物的形态、尺寸、成分和分布都发生了明显变化,这些变化对合金的高温力学性能有可能产生重要影响。     

Ni3Al基高温合金添加碳化物质点的探索研究

在较成熟的Ｎｉ３Ａｌ基高温合金成分的基础上,探索了研究了用特殊的方法添国了ＴｉＣ质点的工艺方法,并观察了组织变化及Ｔｉ质点的分布特征。结果表明,通过对工艺及合金成分的调整,ＴｉＣ质点能够均匀地分布在ＩＣ６合金的组织中,这为提高ＩＣ６合金的性能提供了可能性,同时还讨论了工艺实施过程中所暴露出的主要问题。     

Ni 基高温合金中 MC 碳化物的 Raman 光谱及键能计算

根据激光 Raman 探针所测定的 Raman 光谱,用简正振动模型计算b Ni 基高温合金中的 MC 碳化物各键的振动力常数和键能近似值。结果表明,〔MC_6〕八面体配位体是 MC 碳化物的主要结构单元,MC 碳化物中最强的键是金属与最近邻碳原子之间的共价键。本文还根据 Raman 光谱确定了 Lennard-Jones势中的 m 和 n 值.     

热轧态Inconel690合金中碳化物的溶解和析出

研究了热轧态690合金中碳化物的溶解和析出行为及其结构,结果表明:在热轧态合金中存在的碳化物多数沿晶界长条状分布,少量呈颗粒状分布于晶内,类型为M_(23)C_6.热轧态合金的晶界和晶内碳化物的完全固溶温度分别为1050℃、1080℃,在低固溶温度下未完全溶解的残余晶界碳化物直接导致后续TT处理晶界不再析出碳化物;将合金完全固溶处理后,在后续TT处理的晶界上会重新析出细小、半连续的碳化物.     

Ni基单晶高温合金的强化特点

本文研究一种在热腐蚀环境下工作的 Ni 基单晶高温合金错配度以及γ′筏状形成与性能的关系;通过蠕变和持久试验,研究合金的变形组织和强化特点。在变形过程中,基体运动位错遇γ′相受阻而在γ′相表面形成位错网络,这种位错结构在变形中形成了新的强化机制,提高了合金的蠕变抗力。     

Low ductility at intermediate temperature of Ni–base superalloy M963

Tensile behavior of a cast Ni–base superalloy M963 under solution treatment and age treatment was studied in the temperature range from 20 to 1100 °C. Extensive TEM investigations were performed after tensile test to fracture. Furthermore, the fracture surfaces were studied in the SEM. The yield and tensile strengths under the two conditions initially increase with temperature and reach a peak at around 800 °C. Beyond this temperature, a sharp decrease of both yield and tensile strengths was observed. A ductility minimum was observed at 800 °C under solution treatment and disappeared under age treatment. With the increment of temperature, the following sequence of deformed substructure features was observed: dislocation pairs → connected slip bands within matrix channel under solution treatment and homogeneous interface dislocations under age treatment → homogeneous dislocation network within matrix channel. The fracture surface observation indicated that localized slip which leading to glide plane decohesion caused the poor ductility of M963 alloy.     

铸锭GH 3625合金微观偏析及均匀化热处理

为消除铸态GH 3625合金的显微偏析,改善其热加工性能,建立其均匀化动力学并制订均匀化处理制度,采用ImagePro Plus软件、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS),对通过真空感应熔炼和电渣重熔双联工艺制备的GH 3625合金电渣锭的显微组织及元素偏析情况进行分析和研究.同时,对铸态GH 3625合金在不同温度下同一时间及同一温度下不同时间进行了均匀化处理.结果表明:GH 3625合金电渣锭存在明显的枝晶间微观偏析,主要偏析元素为Nb、Mo等,形成富Nb的Laves相、MC碳化物;不同元素的偏析程度为NbMoTiAlCr;Nb、Mo、Ti、Al在枝晶间大量富集,使得Laves等多种非平衡相在枝晶间析出;在均匀化过程中,随着均匀化温度的升高和时间的延长,偏析元素逐渐扩散均匀;当热处理制度为1 130℃×32 h时,元素偏析基本消除;Laves相体积分数随均匀化处理时间呈明显指数函数特征,V1 130℃=0.033 5exp(-0.163 1t).     

熔渗法制备SiC/ FexSiy 复合材料显微结构和性能

用Fe_xSi_y (Fe₃Si, Fe₅Si₃, FeSi ) 熔体自发浸渗SiC 粉体预制件制备出致密度高达9615 %的SiC/ Fe_xSi_y复合材料。利用XRD、OM 和SEM 等对复合材料的相组成、显微结构和力学性能进行了分析和表征。研究发现, 自发浸渗过程中SiC 在Fe_xSi_y 熔体中有溶解和析出, 导致复合材料的相组成和显微结构发生变化。Fe₃Si 渗入后, 复合材料中有碳析出, 并生成Fe₅Si₃ 和FeSi 两种新相;Fe₅Si₃ 和FeSi 的渗入无碳析出, 而是发生碳化硅烧结、粒子合并和晶粒长大;Fe₅Si₃ 熔体渗入超细碳化硅(0.5μm ) 粉体预制件后, 生成大的碳化硅晶粒和碳化硅单晶。借助CHEMSAGE 热力学数据库对1873 K 时Fe-Si-C 体系的平衡相图进行了定量分析, 研究了SiC 在Fe_xSi_y 熔体中的稳定性;解释了铁的三种硅化物浸渗后, SiC 颗粒形态的变化。通过对复合材料显微硬度、弯曲强度和可靠性(威布尔系数) 的测试, 分析了熔渗法SiC/ Fe_xSi_y 复合材料结构和性能的关系。     

硅熔体中碳化硅熔解与硅晶体中碳化硅生长

工业生产的太阳能电池用多晶硅锭内部常出现碳化硅夹杂,影响太阳能电池的转换效率,特别是严重威胁硅片的切割生产过程。本文研究了硅熔体中碳化硅熔解与硅晶体中碳化硅沉淀生长特性。在熔解实验中发现:即使在碳显著过饱和的情况下,碳化硅仍会熔解在1450℃的硅熔体中,同时熔体中易形核处发生新的碳化硅颗粒析出。在1350℃下进行了硅料中碳化硅沉淀的固相生长实验,结果表明晶体硅中碳化硅沉淀的高温固态生长十分缓慢。这一特性得到理论计算证实,它表明固相生长不可能是多晶硅锭中出现大颗粒碳化硅的原因。     

TiAl基合金熔体离心铸造过程中溢出临界值分析

采用理论分析和实验验证相结合的方法,分析了金属型离心浇注TiAl合金排气阀过程中中心浇道内压力分布情形,得出了离心浇注过程中产生的附加压力项ΔP的表达式以及最大转动角速度ω0max(r/min)与金属液高度H和中心浇道直径D0之间的关系。实验结果表明,离心浇注过程中,作用在型腔上的压力由静态压力和附加压力两部分组成,静态压力由金属液高度决定,而附加压力主要由金属液密度以及旋转角速度来决定。中心浇道高度和直径之间应满足一定的函数关系,金属液高度为中心浇道高度的一半时较为理想。最大允许旋转角速度值随金属液高度和中心浇道直径的增大而减小。     

铈对铝合金定向凝固过程溶质再分布的影响

本文采用高温度梯度的定向凝固装置(LMC法),在可控的工艺条件下获得了Al—Cu—Ce合金的固液界面形态。在合金中加入微量的铈使平面界面前沿出现失稳,界面上出现了聚集溶质的凹坑及沟槽。且随着铈含量的增加,这些凹坑及沟槽逐渐变深。根据晶体生长的界面稳定性动力学理论,认为铈使得合金界面不稳定是铜的实际分配系数减少和熔化潜热增加的综合作用的结果。     

1973铝合金铸态组织及均匀化退火组织研究

采用光学金相显微镜、扫描电镜、X射线、DSC等分析手段研究了1973高强铝合金铸态和均匀化态的显微组织和成分分布.结果表明:合金铸态组织为枝晶结构,主要存在α-Al,MgZn2(η相)和Al2CuMg(S相),还存在少量的Al13(FeCu)4相.其中MgZn2相中固溶部分Al原子和Cu原子,Al2CuMg相中固溶分布Zn原子.该合金合适的均匀化处理工艺为470℃/24h.均匀化后,原铸态合金中的MgZn2(η相)和Al2CuMg(S相)回溶到基体,仅残留少量Al13(FeCu)4相和Al7Cu2Fe相,晶内析出大量弥散分布的球形Al3Zr粒子.     

铁基非晶及纳米晶合金纤维的研制

通过自主开发的熔融快淬炉制备出了铁基非晶合金纤维,研究了制备工艺参数对纤维几何尺寸、微观形貌的影响,结果表明:转轮线速度、线圈功率(熔体温度)及气氛等对其微观形貌和几何尺寸的影响较大,通过调整优化工艺参数可稳定地制备直径为10～40μm可调的非晶磁性纤维.通过适当热处理可得到双相纳米晶磁性合金纤维.     

Mn、Fe含量对3003铝合金铸锭均匀化行为的影响

通过电导率测试、扫描电子显微镜等观察分析,研究了不同Mn、Fe含量对3003合金铸锭和均匀化组织的影响。3003合金铸锭中有明显的波纹状Mn偏析,晶界处有粗大的α-Al(Fe,Mn)Si或Al₆(Fe,Mn)初生相。Fe含量由0.12%(质量分数)升高至0.30%,铸锭平均晶粒尺寸由257 μm减小为108 μm,初生相面积分数由1.28%升高至3.75%;Mn含量越高,合金电导率值越低。均匀化升温阶段,析出相主要受形核和长大过程控制,并伴随较高温度下析出相的部分回溶;600 ℃保温阶段,析出相以Ostwald熟化和原子长程扩散两种机制发生粗化,尺寸不断增大,数量减少;合金均匀化晶界附近有无析出带形成。合金Mn含量由1.15%升高至1.60%,析出相回溶温度由500 ℃升高至550 ℃,600 ℃保温12 h完成后,析出相尺寸也由149.0 nm升高至342.5 nm;高Fe低Mn(0.30%Fe,1.15%Mn)合金晶内析出相分布均匀,而低Fe高Mn(0.12%Fe,1.60%Mn)合金晶内析出相呈不均匀分布,晶粒心部及枝晶干处贫Mn区析出相数量较少。