Ni3Al+Ni7Hf2定向共晶合金的凝固行为

研究了Ni3Al/ Ni7Hf2定向共晶复合材料的组织和凝固行为。结果表明, Ni- 5.8Al-32Hf 和 Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W 合金是这类Ni3Al/ Ni7Hf2定向共晶复合材料的合适成分。这两种合金在铸态下存在Ni3Al和Ni7Hf2相。缓慢凝固时会出现少量β-NiAl相。三元合金和五元合金的凝固范围分别为41℃和57℃,临界G/R值分别为5×105和7×106℃*s*cm－2 。对三元合金在温度梯度G=250℃*cm－1 和生长速率R=5μm*s－1,对五元合金在G=350℃ cm－1和R=1μm*s－1 条件下制备了平行于生长方向定向排列Ni3Al/Ni7Hf2片状共晶材料。     

镍基单晶高温合金扩散阻挡层的研究进展

综述了镍基单晶高温合金扩散阻挡层的国内外研究进展。简要介绍了高温防护涂层/镍基单晶高温合金基体元素的互扩散现象,说明了扩散阻挡层的作用机理,阐述了扩散阻挡层的设计原则和要求,通过对比分析了各类扩散阻挡层的优缺点。最后对镍基单晶高温合金用扩散阻挡层的研究做出了展望。     

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/Ni_3Al相界的研究进展

镍基单晶高温合金具有优良的高温性能,其结构主要是由具有L12-Ni3Al有序金属间化合物结构的γ′析出相共格沉淀在具有FCC-Ni固溶体结构的γ基体上构成。镍基单晶高温合金中存在大量合金元素以及杂质元素,研究这些元素在相界的占位及其对相界性能的影响和元素之间的相互作用及其对相界的影响具有非常重要的意义。介绍了γ-Ni/γ′-Ni3Al相界的研究进展,分为合金化元素、杂质元素和晶格错配3个方面。     

Hf含量对第二代单晶高温合金拉伸性能的影响

在室温、760℃和980℃下,研究了Hf含量对第二代单晶高温合金DD6拉伸性能的影响,采用扫描电镜和透射电镜研究了合金拉伸断口和拉伸断裂显徽组织.结果表明,在本试验研究范围内,Hf含量对DD6合金的拉伸性能影响较小;不同Hf含量DD6合金室温下和760℃的拉伸断裂为类解理断裂,980℃的拉伸断裂为韧窝断裂.     

Ni3Al在低氯分压和低氧分压混合气氛中的高温腐蚀行为

研究了Ni3Al在800℃,PCl2=1×10-4Pa,Po2=2.34×10-15Pa氯氧混合气氛中的高温腐蚀行为.应用热重分析方法研究了Ni3Al在该环境中的动力学行为,借助SEM、金相显微镜和X衍射分析来研究反应后样品的表面形貌和断面形貌以及分析反应生成的腐蚀产物,并用热力学平衡相图对Ni3Al在该环境下的高温腐蚀机理进行了探讨.     

Hf对Pt改性γ’-Ni3Al单相磁控溅射层氧化行为的影响

γ＇-Ni3Al高温合金表面溅射纳米晶涂层和铂改性γ＇＋γ＇涂层的成分、结构与基体相近,涂层脆性、相容性等改善明显,但有关改性层抗高温氧化性的研究有待深入。通过磁控溅射方法在γ＇-Ni3Al基高温合金表面沉积Ni3（Al,Hf）纳米晶涂层,在溅射层表面电镀1．5μm的Pt,1150℃扩散退火1h,得到Pt＋Hf改性的γ＇-Ni3Al单相涂层,不含Hf的涂层中没有明显的浓度梯度,而含Hf涂层中则有明显的浓度梯度。通过场发射扫描电镜（EFG—SEM）、X射线衍射（XRD）、电子探针（EPMA）和能谱（EDX）分析了涂层的结构与成分,考察了Pt改性γ＇-Ni3Al单相涂层在l050oC下空气中的氧化行为。结果表明：不合Hf的涂层生成外层为NiAl2O4、内层为Al2O3的复合氧化膜,含Hf的涂层均生成单一的Al2O3膜,Hf促进了Al的选择性氧化。适当含量的Hf降低了Pt改性γ＇-Ni3Al涂层的氧化速率,但是过高含量的Hf则使得涂层的氧化速率升高。     

微量Hf对大角度晶界含Re双晶合金高温持久性能的影响

采用籽晶法制备含有大角度晶界(约20°)的双晶试板,通过分析不同Hf含量(质量分数:0%,0.4%)的含Re合金晶界处析出相、γ/γ′组织、晶界成分及1100℃/100MPa横向持久性能,研究Hf对晶界组织及高温力学性能的影响。结果表明:Hf显著提高了铸态合金大角度晶界处共晶和碳化物体积分数;热处理后,Hf显著抑制了晶界胞状再结晶组织的形成,含Hf合金的1100℃/100MPa横向持久寿命均显著提高。晶界持久性能与晶界析出相种类、形貌、含量和成分密切相关,而Hf元素在晶界未发现显著的偏聚。本研究对先进镍基单晶合金中晶界缺陷的评价及Hf元素晶界强化作用机制的认识具有一定的指导意义。     

溅射Ni_3Al微晶涂层的抗氧化性能

研究了铸态 Ni_3Al 合金及其微晶溅射涂层在1000—1100℃下等温氧化性能及1000℃下的循环氧化性能。结果表明:铸态 Ni_3Al 合金在氧化过程中形成 Al_2O_3,NiO 和 NiAl_2O_4 的复杂氧化膜;微晶 Ni_3Al涂层在氧化过程中形成α—Al_2O_3和 NiAl_2O_4尖晶石,不含 NiO,这种氧化膜的保护作用比含 NiO 的氧化膜的保护作用好,使得其氧化增重比铸态合金小约1半。此外铸态 Ni_3Al 合金在氧化过程中沿粗大晶界发生严重的内氧化,且表面氧化膜较脆易发生剥落;微晶 Ni_3Al 涂层可以消除沿晶界的内氧化,氧化膜与基体粘附良好,未发现剥落现象。微晶化大大提高了 Ni_3Al 合金的抗氧化性能。     

温度与晶粒尺寸对Ni3Al基合金形变硬化率的影响

研究了温度与晶粒尺寸对金属间化合物Ｎｉ３Ａｌ形变硬化率的影响。结果发现，在一定塑变下Ｎｉ３Ａｌ合金在形变硬化率随晶粒尺寸的增加而降低，在２００－４００℃左右其形变硬化率出现峰值。分析表明，形变硬化率峰值温度的出现是由于随温度的升高在Ｎｉ３Ａｌ合金中的｛１１１｝滑移面上超位错的可动性降低，而合金中的动态回复作用增加。在弥散γ相强化的Ｎｉ３Ａｌ基合金中，由于弥散γ相阻止了动态回复，进一步降低了超位错的     

Ni3Al合金硼原子占位及晶界偏聚

依据ＬＩ２型金属间化合物八面体，四面体间隙的特点，并利用硬球模型计算了上述各类间隙的空球半径大小，发现Ｎｉ３Ａｌ合金中６Ｎｉ八面体间空球半径比其他间隙大，使硼原子在更易进入６Ｎｉ八间隙，由于富Ｎｉ－Ｎｉ３Ａｌ合金晶界比Ａｌ－Ｎｉ３Ａｌ合金有更我的６Ｎｉ八面体间隙，所以硼在富Ｎｉ－Ｎｉ３Ａｌ晶界偏聚较多，另外富Ａｌ－Ｎｉ３Ａｌ合金晶界原子间作用力比富Ｎｉ－Ｎｉ３Ａｌ合金晶界原子间作用力大，这也阻碍了     

定量电子晶体学硼对Ni3Al的电荷密度分布的影响

阐述了定量电子晶体学测定晶体电荷密度分布的基本原理和方法，不足之处和改善途径。以硼对Ｎｉ３Ａｌ的电荷密度分布的影响为实例，介绍了定量电子晶体学在研究晶体电子结构方面的应用前景。     

混合稀土和Ce对Ni_3Al合金氧化行为和力学性能的影响

本文研究了不同含量混合 RE 和 Ce 对 Ni_3Al-B 和 Ni_3Al-B-Cr-Zr 合金在1050℃,0.1MPa 下氧化行为的影响,以及混合 RE 对 Ni_3Al-B-Cr-Zr 合金不同温度下瞬时拉伸性能的影响。结果表明,合金中加入少量的稀土元素,促进 Al_2O_3形核,加速致密氧化膜形成,提高合金的抗氧化性。混合 RE 以固溶方式进入氧化膜,细化 NiO 和 Al_2O_3晶粒,增加塑性,不易剥落。少量 Ce 加入 Ni_3Al-B-Cr-Zr 合金,有利于形成细小密集“树根状”氧化物,使氧化膜紧密粘附在基体金属表面。加入0.1%RE 使Ni_3Al-B-Cr-Zr 合金低温抗张强度升高,对塑性影响不大,但对高温强度和塑性有害。     

Ductilization of Ni_3Al by Alloying with Substitutional Elements

This paper reviews recent research on ductility improvement of B-undoped Ni_3Al alloys.Ni_3Al binaryalloys with hypostoichiometric compositions show appreciable ductility at room temperature whenthe samples are prepared by recrystallization annealing after cold pressing,although the alloys withstoichiometric and hyperstoichiometric compositions remain brittle.Melt-spun ribbons withhypostoichiometric compositions contain fine anti-phase domains (APDs),while no APD can beseen in melt-spun ribbons with a hyperstoichiometric composition.The ductility inhypostoichiometric Ni_3Al alloys is associated with low ordering energy of the alloys.The addition ofternary elements,which have been classified as γ formers such as Pd,Pt,Cu,Co and Ag.improvesductility of Ni_3Al alloys.Correspondingly,the microstructure of the melt-spun ribbons consists offine APDs.The addition of γ' formers such as Si,Ti,Zr,V,Nb and Ta leads to brittle intergranular frac-ture.No APD was observed in the melt-spun ribbons of these ternary alloys.     

Ni3Al对TiC的润湿性及Mo添加的影响

为了研究Ni₃Al/TiC之间的润湿性,本工作利用两种Ni₃Al,即熔炼方法制备的块体Ni₃Al、SHS方法制备的Ni₃Al粉末,和致密TiC基板,通过高温摄影显微镜实验测定了Ni₃Al-TiC之间的接触角。结果表明:无论哪一种Ni₃Al,它们与TiC之间的接触角都在18°以内,表现出与TiC之间的良好的润湿性;当Ni₃Al压粉体中掺入少量Mo时,接触角降为11°左右。用XRD、EPMA等方法分析和观察了实验样品的组成、结构、断面形貌及其元素分布。探讨了Mo对改善Ni₃Al-TiC润湿性的作用机理。     

Ni3Al基合金中碳化物的析出

ＴｉＣ，Ｃｒ２３Ｃ６是Ｔｉ强化的Ｎｉ３Ａｌ基合金析出的主要碳化物。Ｃｒ２３Ｃ６的析出倾向于与γ＇存在共格关系。９５０℃长时保温，发生ＴｉＣ－Ｍ２３Ｃ６＋γ＇转化。     

Atomistic Simulation of Interaction between Grain Boundary and Dislocations in Ni_3Al

The embedded atom type potentials and static relaxation method combined with a steepest decentcomputational technique have been used to simulate the interaction between the grain boundary(GB) and dislocations in Ni_3Al alloys.The focus has been placed on the energy feature of theinteraction,the distortion of GB structural units,and the dislocation core structure near the GB.Im-plication has also been made on the results for the understanding of the mechanism responsible forB-enhanced ductility.     

WC／Ni3Al基复合材料的研制

通过机械合金化，将ＮｉＡｌ粉、Ｎｉ粉和ＷＣ粉机械混合，制坯，半烧结，再堆焊形成以Ｎｉ３Ａｌ为基，ＷＣ颗粒强化的复合材料。在烧过程中，形成部分Ｎｉ３Ａｌ相，在堆焊过程中形成Ｎｉ３Ａｌ基体，并有少量ＷＣ分解溶入基体。在８５０℃以下组成相稳定，颗粒均匀分布和基体具有良好的润滑性能。该复合材料硬度高，具有很高的耐磨性能。