含铌锆合金氧化膜的研究进展

介绍了含铌新型锆合金氧化动力学曲线的特点及氧化膜结构方面的研究成果,并与Zr-4合金进行了对比,在此基础上归纳分析了锆合金氧化物t→m转变和晶粒转变(柱状→等轴状)的特点、内在关系及发生的可能原因,指出了含铌锆合金中沉淀物的种类以及其对锆合金氧化膜的影响.     

Mg-Y-LPC合金的压蠕变行为

采用自制的试验装置研究了Mg-Y-LPC合金在铸态条件下的压蠕变行为.结果表明,在试验温度为180℃到280℃和压应力为183MPa到231.6MPa的范围内,合金的压蠕变量随着温度和应力的升高而增大.合金的稳态蠕变速率符合Dorn方程ε·s=Aσnexp(-Qa/RT).合金的应力指数n为2.49,表观激活能Qa为88.42kJ/mol.合金的压蠕变速率由镁的点阵自扩散和位错攀移所控制,同时,晶界滑移起了重要作用.     

稀土对ZA27合金压蠕变的影响

采用自制的实验装置研究了稀土 (Ce≥ 45 % )对ZA2 7合金在常温及高温时的压蠕变行为的影响。研究表明 ,在所试验的温度为 2 0℃～ 160℃和压应力为 5 0MPa～ 13 7 5MPa的范围内 ,加稀土的ZA2 7—RE合金和未加稀土的ZA2 7合金的压蠕变量均随着温度和应力的升高而增大 ,ZA2 7—RE合金的压蠕变速率小于ZA2 7合金的压蠕变速率。加入稀土后 ,合金在压蠕变过程中的负蠕变量及出现负蠕变的温度和应力范围增大。两种合金的稳态蠕变速率均符合于半经验公式ε　 's=Aσnexp( -Qa RT)。但在不同的温度 ,ZA2 7—RE合金的应力指数平均值n( 4 66)和表观激活能平均值Qa( 70 45KJmol- 1 )均大于ZA2 7合金的应力指数平均值n( 3 87)和表观激活能平均值Qa( 68 2 2KJmol- 1 ) ,而合金的材料结构常数A为 4 82× 10 - 5,低于ZA2 7合金的材料结构常数A( 0 0 0 2 )。两种合金的稳态蠕变速率均是由锌的点阵自扩散和位错的攀移所控制     

氧含量及晶粒尺寸对Ti-Zr二元合金拉伸屈服行为的影响

对不同氧含量的温轧态Ti-Zr二元合金进行不同温度的退火及二次时效处理,发现氧含量与晶粒尺寸影响Ti-Zr合金表现出的拉伸屈服行为。通过拉伸试验、金相分析、透射电镜观察及应变时效和EDS元素分布研究了不同锆、氧含量钛合金的屈服延伸与微观组织的联系。研究结果表明：Ti-12Zr-0.25O合金在晶粒尺度处于1～15μm区间时,表现出典型的屈服延伸现象,随着晶粒尺寸增大,屈服延伸逐渐减弱;氧含量从0.1 wt%增加至0.3 wt%,Ti-12Zr合金表现出最大的上下屈服点应力差值及最大屈服点延伸率,分别为47 MPa, 5.2%;仅当锆、氧原子共同存在时,屈服延伸得到明显增强,以Ti-12Zr-0.25O尤甚。     

锆合金中氢化物的微观力学性能

通过吸氢试验在轧制退火态Zr-4锆合金表面制备了氢化物,并使用X射线衍射仪对其物相组成进行了分析,然后使用纳米力学探针结合扫描电镜观察研究了Zr-4锆合金中析出氢化物的微观力学性能。结果表明:Zr-4锆合金中析出的氢化物主要为δ-氢化物,其断裂韧度KIC为(1.93±0.29)MPa·m~(0.5),远低于α-Zr相的;其杨氏模量为95.113GPa,与α-Zr相的相当;同时测得该δ-氢化物的纳米硬度为4.047GPa,高于α-Zr相的;说明Zr-4锆合金中析出的δ-氢化物为硬脆相。     

铸造Mg-RE合金的显微结构及其蠕变行为

研究了铸造Mg-RE合金的高温蠕变特性,通过SEM和TEM观察,讨论与分析了该合金的蠕变机制.结果表明:在473K、应力低于100MPa条件下,该合金具有良好的蠕变抗力,其稳态蠕变速率低于2.66×10~(-6)s~(-1);富含Ce、La、Nd等稀土元素的共晶β相和蠕变期间动态沉淀产生的晶界强化及沉淀强化是该合金的主要强化机制,而孪晶切变和共晶β相开裂致使其高温蠕变抗力显著降低。     

锰对ZA27合金压缩蠕变的影响

为了解质量分数为0.5%Mn对铸态ZA27合金压缩蠕变行为的影响,采用自制的试验装置研究了ZA27-Mn合金和ZA27合金第一阶段的压蠕变量和稳态蠕变速率.结果表明:ZA27-Mn合金第一阶段的压蠕变量和稳态蠕变速率低于ZA27合金,而两种合金的压蠕变均符合于lnt=C-nlnσ Q/RT,ZA27-Mn合金的应力指数(n)和蠕变激活能(Q)分别为3.83和82.76 kJ·mol-1,而ZA27合金的应力指数和蠕变激活能分别为3.46和81.09kJ·mol-1,材料结构常数C不同,合金压蠕变不同,ZA27-Mn合金的压蠕变抗力高于ZA27合金;加入0.5%Mn对ZA27合金蠕变机制并无影响,均是锌的点阵自扩散和位错的攀移机制.     

Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金室温压缩蠕变行为及位错类型研究

研究Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金在不同外加应力下的室温压缩蠕变行为,拟合了蠕变曲线,计算出蠕变发生第二阶段的临界值,并对不同应力水平压缩后的合金显微组织进行TEM观察,研究其位错滑移类型。结果表明：室温条件下,Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金压缩蠕变-时间曲线符合时间强化指数模型,该合金发生蠕变第二阶段的临界值为518 MPa,这为深海装备的安全设计提供了依据。Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金室温压缩蠕变机制主要是位错滑移,其中基面滑移最容易启动,其次是柱面滑移和锥面滑移。结合微观组织分析与蠕变曲线可以判断锥面滑移对蠕变有较大贡献。     

单晶镍基合金的热处理及对蠕变性能的影响

根据差热曲线分析制定出合金的热处理工艺,结合蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了固溶温度对一种含Re单晶镍基合金蠕变性能的影响.结果表明:铸态合金组织中存在明显的成分偏析,其中元素Cr,Co,Re富集于枝晶干,元素Al,Ta,W等富集于枝晶间.采用不同温度固溶处理,合金具有不同的蠕变寿命.当固溶温度提高到1320℃时,可使合金成分的均匀化程度提高,难溶元素得到充分扩散,降低合金的枝晶干/间成分偏析,并抑制合金中TCP相的析出,可显著提高合金的蠕变抗力.与1300℃固溶处理相比较,合金经1320℃高温固溶处理后,其在1072℃,137MPa条件下的蠕变寿命由37h提高到230h.     

Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金热压缩变形及热加工图

利用铸造法制备了Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金,对该合金进行均匀化处理,然后进行热压缩实验,研究了Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金在变形温度为350~500℃、应变速率为0.002s~(-1)、0.01s~(-1)、0.1s~(-1)和1s~(-1)及最大变形量为50%条件下的变形行为,计算了该合金的热变形激活能,构建了合金高温塑性变形的本构关系,建立了合金的热加工图。结果表明:Mg-8.08Gd-2.41Sm-0.3Zr合金的流变应力随着变形温度的升高或者应变速率的降低而显著降低,合金发生动态回复与再结晶,其热变形激活能为Q=213.693kJ/mol;合金高温变形时存在两个失稳区:T=430~500℃、ε=0.37~1s~(-1)以及T=350~390℃、ε=0.006~1s~(-1);合金的能量耗散率大于30%的区域有T=370~430℃、ε=0.37~1s~(-1),T=390~500℃、ε=0.006~0.37s~(-1)以及T=350~500℃、ε=0.002~0.006s~(-1),这些区域适合进行热加工。