Cr和Zr对长程有序金属间化合物Ni3Al基合金抗氧化性的影响

金属间化合物Ni_3Al在其熔点(1390℃)以下具长程有序结构,屈服强度随温度升高而增大,很有可能成为新型的高温结构材料。 1979年发现Ni_3Al中加入微量硼可使室温塑性显著提高。近年证实加Zr可进一步改善室温和高温强度,加Cr能减轻或消除动态脆性。高温材料除了需要良好的力学性能外,必须具有优异的抗高温氧化性能。但关于Cr和/或Zr对抗氧化性能的影响,尚未见系统报导。本工作研究Zr和Cr对Ni_3Al合金850～1150℃氧化增重的影响,探讨Ni_3Al合金氧化过程中Cr和Zr的作用。     

含Zr多晶Ni3Al合金在不同热处理温度下的组织与性能

研究了冷轧多晶Ni3Al-(0．2％，0．6％，1．0％，1．5％)Zr(原子分数)合金在不同热处理温度(800-1100℃)下的显微组织和力学性能，结果表明，适当的热处理温度，可使无硼Ni3Al-Zr多晶合金获得优良的室温拉伸强度和塑性，随着热处理温度的升高，不同Zr含量Ni3Al合金的再结晶体积分数增加，再结晶晶粒尺寸增大，室温拉伸强度下降．随着合金中Zr含量的增加，再结晶温度降低，再结晶晶粒尺寸减小．不同Zr含量Ni3Al合金的拉伸塑性明显依赖于热处理温度，对于低Zr(0．2％)合金，在1000℃热处理后，拉伸塑性最佳；对于中Zr(0．6％)合金，在850℃热处理后，拉伸塑性达到最大值；对于高Zr(≥1．0％)合金，拉伸塑性峰值出现在900℃热处理下，当热处理温度超过900℃，拉伸塑性显著降低。     

CORRELATION BETWEEN OXIDATION BEHAVIOUR AND BORON CONTENT IN Ni_3Al

本文研究了含硼量为0-2.22at.-％的Ni_3Al在750-1150℃和3-100h条件下的氧化行为。结果表明,不同硼含量的Ni_3Al合金在不同温度下的氧化动力学曲线基本都符合抛物线规律。硼含量在0.52-1.37at。-％时抗氧化性能最好。研究了氧化膜的形态与结构。0-1.37at.-％B的Ni_3Al合金,表面形成以Al_2O_3为主的氧化膜,并含有少量NiO和NiAl_2O_4,含有2.22at.-％B的Ni_3Al合金,表面生成复杂的硼氧化物,破坏Al_2O_3膜的完整性,抗氧化性最差。但无硼合金中,NiAl_2O_4的含量最高,并在试样冷却过程中几乎全部剥离。     

Zr对铸造Ni3Al合金塑性的影响

大量压缩和拉伸实验表明:在无硼Ni_3Al合金中加入适量的Zr可使其具有较好的室温塑性,Zr对Ni_3Al合金的韧化作用并不局限于富Ni的Ni_3Al合金,对Al含量略高于化学计量成分的Ni_3Al也有一定的韧化作用,而且Zr在晶界仅略有偏聚,因此,可以认为Zr对Ni_3Al合金的韧化机理与硼不同,Zr对改善中温脆性和提高高温塑性也都具有一定的效果     

硼对快凝Ni3Al组织结构及力学性能的影响

本文通过快凝及加硼合金化的方法改善金属间化合物Ni_3Al的韧性。实验表明:加入0.5-1.4at.-％的硼对Ni_3Al的塑性提高最有利。结构分析表明:在含1.37at.-％硼的Ni_3Al中,硼以Ni_(23)B_6弥散相及晶界偏聚方式存在;当硼量增至2.22at.-％时,硼以粗大的Ni_(23)B_6及NiB_(12)相在晶界处析出。无硼的Ni_3Al晶界为大角度晶界;当硼加至1.37at.-％时,Ni_3Al晶界以位错排列成亚晶界,以小角晶界形式存在。     

铸造Ni3Al基合金的韧化研究

本文报道了铝当量为19-23at.-%的一系列铸造Ni_3Al基合金的显微组织和塑性及其与合金元素间关系的研究结果。表明,Hf、Ti和Zr显著地改变初生Ni_3Al(γ’)相的形态和分布并细化其尺寸,而Nb、W和Ta则不具有上述作用,在显微组织被细化的合金中,形成韧性的γ’-γ-γ’界面,消除了本质弱化的γ’-γ’脆性界面,初生相的尺寸可以控制在几十微米,表现出良好的塑性,尤其是中温塑性有较大改善。另外,组织细化的合金在无Cr时仍有可观的塑性,Cr对改善中温塑性有益,这可能是由于它改变合金中的γ相的数量和分布的结果。     

ANTIPHASE DOMAIN BOUNDARY ENERGY OF γ′ [Ni_3(Al,Ti)] PARTICLES WITH VARIOUS Al CONTENTS AND THEIR STRENGTHENING CONTRIBUTION TO A Ni-BASE ALLOY GH99

GH99镍基合金在室温拉伸变形条件下,被位错切割过渡到被位错绕过的γ'[Ni_3(Al,Ti)]质点的临界直径约为60nm.在同样条件下,该合金γ'强化的方式属于被位错切割机制.增加γ'相中Al含量能提高其反相畴界能和增大合金塑性变形的临界分切应力.GH99镍基合金的室温屈服强度理论计算值与实测值很接近.由γ'沉淀强化所贡献的强度占总强度的45％到64％,它随γ'相中Al含量的增多而增大.晶界碳化物强化所贡献的强度很少,只占2—3％。     

不同Al含量γ′相的反相畴界能及其对GH99镍基合金强度的贡献

GH99镍基合金在室温拉伸变形条件下,被位错切割过渡到被位错绕过的γ'[Ni_3(Al,Ti)]质点的临界直径约为60nm.在同样条件下,该合金γ'强化的方式属于被位错切割机制.增加γ'相中Al含量能提高其反相畴界能和增大合金塑性变形的临界分切应力.GH99镍基合金的室温屈服强度理论计算值与实测值很接近.由γ'沉淀强化所贡献的强度占总强度的45％到64％,它随γ'相中Al含量的增多而增大.晶界碳化物强化所贡献的强度很少,只占2—3％。     

YNi_5相及其对Ni_3Al合金性能的影响SCIEI

本文研究了Ni_3Al合金中的 YNi_5相及该相对合金组织与性能的影响.结果表明:Ni_3Al合金中加入Y以后,可产生 YNi_5相,并且随Y含量的增加YNi_5相的数量不断增加,在Y含量≤0.1wt-％时,Y主要以固溶形式存在,而在Y含量≥0.3wt-％时主要以YNi_5相的形式存在.YNi_5相的出现可明显细化合金晶粒,使平直晶界变成弯曲状.少量的Y(≤0.1wt-％)对合金的高温压缩性能和抗氧化性能有好处,而当Y含量较高≥0.3wt-％时,由于有大量的条状,无规则状YNi_5相在晶内和晶界析出,对Ni_3Al基合金的高温强度、塑性及抗氧化性产生有害的影响。     

用正电子湮没技术研究硼在Ni3Al中的存在形式

本文用正电子湮没技术(PAT)研究了不同硼含量的单晶和多晶Ni_3Al中硼原子的存在形式。在Ni_3Al合金中加入少量硼(≤1.37％)时,一部分硼原子以间隙方式溶解到基体中,使晶格发生畸变,导致基体中正电子寿命(τ)增长;另一部分硼偏聚到空位型缺陷上,产生“填充效应”,导致平均寿命■和S参数下降。硼量为2.22at.-％时,缺陷态的τ显著增长,■和S参数增大,表明在晶界成晶内析出硼化物,诱发了较多的自由体积较大的缺陷。     

贝氏体与马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性，台阶阶面的可动性，贝氏体条的内部超精细结构，贝氏体浮突的特征及本质，贝氏体碳化物的来源及形成模型，马氏体浮突的扫描隧道显镜及原子力显微镜研究。     

贝氏体和马氏体相变及应用的研究

系统总结了清华大学相变及复相新材料研究组近年来在贝氏体相变领域关键性的最新研究成果，包括三维巨型及纳米台阶存在的客观性和普遍性、台阶阶面的可动性、贝氏体片条的内部超精细结构、贝氏体浮突的特征及本质、贝氏体碳化物的来源及形成模型、马氏体浮突的扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）及原子力显微镜（ＡＦＭ）研究；进一步论述贝氏体相变的激发形核－台阶长大（ＳＮＬＧ）机制，并用ＳＮＬＧ机制解释了贝氏体的多层次复杂亚结构；同时，还论述了空冷贝氏体／马氏体复相钢的工业应用。     

粘涂与电刷镀复合技术的开发与应用

介绍了将粘涂和电刷镀两种不同的表面修复技术合二为一的新型表面修复技术。     

TiAl的脆断行为及其组织和氢化物产生的影响

研究了TiAl金属间化合物的组织结构和氢化物含量对屈服强度σ_(ys),解理断裂强度σ_F以及断裂韧性K_(Ic)的影响.结果表明,对单相γ,随等轴晶粒尺寸降低,σ_(ys)和σ_F略有升高,如出现层状结构(α+γ2两相),则σ_(ys),σ_F和K_(Ic)明显上升,氢化物使σ_(ys)上升但使K_(Ic)下降,层状结构的氢脆敏感性要比等轴γ的小. 合金中解理裂纹形核的阻力随着裂纹的扩展而不断增大,呈现稳态扩展,跟踪裂纹的形核和扩展,发现当裂尖塑性区及其变形量发展到临界值后,解理裂纹在塑性区中沿滑移带形核。     

铝与钢异种金属焊接的研究与发展概况

分析了铝与钢的焊接性,综述了国内外铝与钢异种金属焊接的研究与发展状况,重点介绍了目前应用于铝与钢连接的焊接方法,并对各种焊接方法的优缺点作了分析比较.     

某油气厂污水系统腐蚀及结垢原因分析与防护

利用一家滨海油气处理厂停产检修的时机检测了污水处理系统管道的腐蚀及结垢情况,结果表明腐蚀速率最高可达2.2 mm/a,结垢速率达12～14mm/a.本文还对腐蚀及结垢的原因进行了初步分析,并提出了防护意见.     

氢及形变对Fe-Cr-Ni-Mn-N系不锈钢组织和性能的影响

用金相显微镜、X射线衍射仪、透射电镜、磁强计等技术结合拉伸试验,研究了气相充氢与拉伸形变对三种奥氏体稳定性不同的Fe-Cr-Ni-Mn-N不锈钢马氏体转变和力学性能的影响,取得了一些定量的数据.结果表明,拉伸形变促进ε和α’马氏体在奥氏体不稳定的钢中的生成,而氢的存在能促进ε马氏体转变但抑制α’的产生.奥氏体不稳定的Fe-Cr-Ni-Mn-N钢比奥氏体稳定的同类钢抗氢脆能力差得多,这与ε马氏体的出现有关.     

20钢渗硼过程中硼化物形核和生长的TEM观察及室温形变的影响SCIEI

本文采用单向减薄制样法在透射电镜下直接观察了20钢渗硼初期硼化物的形核和生长特性及室温形变的影响。X射线及电子探针分析结果表明:渗硼初期试样表层仅有Fe_2B形成;表层硼原子浓度与形变量之间具有单调增长的关系;偏聚于位错胞壁之中的硼原子阻碍了形变组织的恢复和再结晶,加速了硼化物的形核和长大。     

AZ91 Mg—Al合金中β—（Mg17Al12）析出相的形态及其晶体学特征

应用透射电镜研究了时效AZ91 Mg-Al合金连续析出相的显微组织形态及晶体学特征。发现四种不同形态和晶体学特征的β-（Mg17Al12)析出相,共中占绝大多数的是板条状板出相,沿基面（0001）α析出的板条析出相与基体保持Burgers位向关系,生长方向为[7,2,-/9,0];其晶体学特征与由不变线应变原理预测的完全一致,第二类析出相是其轴线与其面垂直的六棱柱体,六个棱柱面都是{1100}α{110}β与基体保持对称性好的Crawley位向关系,另有少量短棒状同相与基体保持Porter位向关系,实验中还观察到一种未见报道过的位向关系。讲座了形态不同形态和晶体学特征的机制。     

铀材料制备与铀部件成形技术发展综述

金属铀作为一种战略核材料,在人类历史上起着举足轻重的作用。在核工业需求的牵引下,铀及其合金部件的成形制造技术也在不断发展。本文从工程角度梳理了铀材料制备及铀部件成形技术的发展,具体介绍了铀合金制备和铀材料纯化技术,并主要从塑性成形和铸造成形两方面说明了铀部件的制造方法。针对铀部件制造的特殊性,指出面向未来其技术更加关注于安全性、环保性和智能化的发展趋势。