Zr,Cr和B对Ni3Al合金组织和力学性能的影响

本文研究了含Zr(0—0.6at.-％),Cr(0—7.7at.-％)和B(0—2.22at.-％)的Ni_3Al合金的组织和室温至1050℃拉伸性能。结果表明,Ni_3Al合金的屈服强度随温度升高而增加,表现出反常的温度关系。到达峰值后,随温度升高,屈服强度降低。Zr和Zr+Cr在整个试验温度范围都增加Ni_3Al合金的屈服强度,并改善高温抗张强度和塑性。硼增加Ni_3Al合金的抗张强度和屈服强度,同时改善塑性。但当硼含量超过1.37at.-％时,则降低强度和塑性。当硼含量超过溶解度极限时,Ni_3Al合金中形成岛状和球状的Ni_(20)Al_3B_6和Ni_3Al的共晶组织,对强度和塑性都是有害的。     

金属间化合物Ni3Al薄膜制备工艺

采用直流磁控共溅射法,通过一步法、两步法工艺在衬底为SiO₂基体上制备了厚度为500 nm的Ni₃Al薄膜,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等测试表明,一步法工艺制备的Ni₃Al薄膜为(111)取向的多晶型晶体结构金属间化合物优于两步法工艺。采用光学显微镜观察Ni-Al合金薄膜和金属间化合物Ni₃Al薄膜经高温氧化后的形貌,结果表明,Ni₃Al金属间化合物薄膜的高温抗氧化性能明显优于Ni-Al合金薄膜。     

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     

Ni—Al系、Fe—Al系和Ti3Al金属间化合物研究

简要介绍了金属间化合物的熔炼与铸造工艺。论述了Ni-Al系（包括NiAl和Ni3Al)、Fe-Al系（包括Fe3Al和FeAl)及Ti3Al基金属间化合物高温结构材料的研究现状和发展动态,分析了上述合金存在的问题及解决办法,介绍了它们在不同领域的潜在应用。     

硅对定向凝固Ni3Al基合金IC6A微观组织和性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针(EPMA)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)技术研究了硅对定向凝固Ni3Al基合金IC6A微观组织的影响。结果表明在IC6A合金中添加0．10％～0．20％Si(质量分数,下同)会使合金的枝晶间区析出块状的Mo1.24Ni0.76相和Mo6(Ni0.75Si0.25)7相,当硅的添加量达到0．30％时,合金的枝晶间区除了析出这两种相外,还有针状的δ-NiMo相析出。这相的析出不利于合金的高温持久性能,它们的硬度较大,只能通过孪晶的方式变形。硅有利于提高IC6A合金的高温抗氧化性能,而对合金的抗腐蚀性能和瞬时拉伸性能无明显影响。     

Ni3Al—Fe基合金组织与力学性能的研究

本文研究了合金化的Ni_3Al-Fe基合金高温变形后的组织及瞬时拉伸性能和700—900℃的蠕变持久性能,结果表明,合金由γ′的β相组成,其晶粒在温度低于1000℃时保持稳定;屈服强度在<600℃时也保持稳定;合金的高温塑性好,蠕变研究表明,该合金在700—900℃蠕变由位错攀移控制,其蠕变激活能为439kJ/mol,应力敏感系数为4.     

新型Cr18Ni31Al合金的高温抗氧化性

利用氧化增量法测得新型Cr18Ni31Al合金的不同温度下的高温氧化动力学曲线,使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对合金表面高温氧化膜的形貌及组成进行了分析和检测。结果表明,新型Cr18Ni31Al合金的高温氧化动力学曲线为Δm。700 ℃和800 ℃氧化后,氧化膜均由Fe₂O₃和NiCr₂O₄组成;900 ℃氧化后,氧化膜表面有尖晶石结构的Fe(Cr, Al)₂O₄氧化物生成。＝atⁿ     

含Zr的Ni3Al合金中形成的低熔点富Zr相

在含Zr(1.2at-％)的Ni_3Al合金中发现了富Zr低熔点相Ni_5Zr。在1300℃均匀化退火时引起初熔,给粗大凝固组织的消除带来困难,限制了合金性能的进一步提高。     

金属间化合物Ni3Al点缺陷的理论计算

本文建立起Ll_2型金属间化合物点缺陷的平衡方程,计算了Ni_3Al中反位置缺陷、空位的浓度分布并通过考察点缺陷的温度效应,在理论上澄清了对Ni_3Al中“组分点缺陷”性质的认识     

改性铸造Ni3Al基合金MX246组织与性能研究

研究了合金元素W,Mo,Y和Hf对Ni3Al基金属间化合物MX246高温力学性能与氧化性能的影响.实验结果表明,W和Mo的加入有利于合金高温力学性能的提高,成分为Ni-8.2Al-7.8Cr-0.1C-1Ti-0.5Hf-0.05B-4Mo-2W-0.01Y（质量分数,％）的No.6合金的高温强度和持久性能远优于MX246合金,其1100℃/100h氧化速率为0.0639g/（m2·h）,远低于MX246合金的0.2683g/（m2·h）,高温抗氧化性能的提高则主要归功于Y和Hf的作用.分析讨论了这些元素对合金性能的影响机制.优异的高温综合性能使研制的新型MX246合金在高温结构材料应用领域极具潜力.     

Y对铸造Ni3Al基合金组织和力学性能的影响

研究了Ｙ对定向和非定向铸造Ｎｉ３Ａｌ基合金Ｎｉ－９．０Ａｌ－８．０Ｃｒ－１．７Ｚｒ－０．０６Ｂ（ｗｔ％）不同温度下瞬时拉伸性能的影响。结果表明，Ｙ能提高定向凝固合金的韧性，降低合金的屈服强度；而对非定向凝固合金，Ｙ全面恶化合金的力学性能，即使０．０３％Ｙ的加入量，其危害性也是非常明显的。     

热处理对变形高铝Ni3Al基合金组织及性能的影响

对热变形量56％的高铝Ni3Al基合金在热处理过程中的组织转变进行了研究.结果表明:热处理过程中随β-NiA1相的增大,γ+γ′相区不断向β+γ′相区扩展,借此消除锻后形成的γ′脆性晶界,提高锻后合金的塑性.在γ+γ′两相区,γ′相不断发生回溶;而在β+γ′两相区,随着M23C6向MCⅡ碳化物逆转变的进行,γ相以MCⅡ为形核质点发生再结晶长大.此外于扩大的γ相内有呈方形的粒状γ′相析出,与γ相保持完全共格,可提高合金高温强度.     

长程有序金属间化合物FeAl和Fe_3Al合金的高温氧化行为

本文用等温氧化法研完了FeAl、FeAl+lat%B和FeAl+4at%Si以及Fe_3Al,Fe_3Al+4at%Si和Fe_3Al+4at%Mo合金的高温氧化行为。结果表明,FeAl及其合金在1000℃的氧化动力学服从抛物线规律。3种FeAl合金100h的氧化增重仅及1Cr18Ni9Ti不锈钢的三分之一。Si使氧化增重增加,B改善后期(约90h以后)的抗氧化性能。X-射线衍射分析表明,氧化膜均为单一的α-Al_2O_(30)Fe_3Al及其合金经540℃,100h氧化后,前者氧化增重类似于1Cr18N     

Cr3C2/Ni3Al复合材料的高温稳定性

通过对Cr3C2/Ni3Al复合材料在1000℃进行长期时效和氧化实验,分别考察了该材料的高温相稳定性和化学稳定性.结果表明,经1000℃长期时效后,Cr3C2/Ni3Al复合材料中的Cr3C2强化相保持稳定,而基体中则析出一定量的γ相,该相的析出强化了Ni3Al基体,从而使得复合材料的硬度得到进一步提高.Cr3C2/Ni3Al复合材料具有优良的高温抗氧化性能,其表面形成以α-Al2O3为主的致密氧化膜,在空气中的氧化速率仅为Ni3Al合金的1/2.分析认为,Cr3C2在堆焊过程中发生溶解,导致部分Cr固溶于Ni3Al合金基体中,促进了α-Al2O3的形成,从而改善了复合材料的抗氧化性.Cr3C2具有良好的高温化学稳定性并与Ni3Al基体有较好的氧化协同性,从而可得到基体有力支撑以发挥抵抗磨损的作用.优良的高温稳定性使得Cr3C2/Ni3Al复合材料适于在1000℃的高温环境下长期服役.     

Zr对Ni3Al晶界及力学性能的影响

对不同Ｚｒ含量Ｎｉ３Ａｌ的力学性能及晶界的研究结果表明：随Ｚｒ含量的增加，合金的屈服强度和抗张强度不断提高；当Ｚｒ≤０．７ａｔ．－％时，塑性随Ｚｒ含量的增加而提高；但Ｚｒ含量达１．２ａｔ．－％时，Ｚｒ的增塑效果下降．Ａｕｇｅｒ能谱分析表明：Ｚｒ在晶界有偏聚，偏聚因子约为３．断口观察显示：不含Ｚｒ或Ｚｒ含量为１．２ａｔ．－％的Ｎｉ－２４．０Ａｌ合金均为沿晶断裂，其余含Ｚｒ合金的断裂方式为穿晶、沿晶混合断裂．这表明：含Ｚｒ的Ｎｉ３Ａｌ塑性和Ｚｒ在晶界的偏聚有密切关系．     

激光熔凝处理对Ni3Al金属间化合物表面组织与耐磨性的影响

采用激光对金属间化合物Ni3Al进行表面熔凝处理,用电子显微镜观察了激光熔凝处理后的Ni3Al 试样的金相组织,并通过划痕硬度试验和磨损试验测试了试样经激光熔凝处理后的划痕硬度和耐磨性.结果表明,金属间化合物Ni3Al经激光熔凝处理后,组织得到了明显细化,划痕硬度和耐磨性较未采用激光熔凝处理的试样都有较大幅度地提高,其中划痕硬度最少提高了106.95％,耐磨性最少提高了200％.     

Ni3Al—0.2B金属间化合物的熔盐热腐蚀

本文应用电化学方法及物相分析技术研究了Ni_3Al-0.2B金属间化合物在熔融NaCl-(Na,K)_2SO_4中的腐蚀.发现Ni_3Al-0.2B耐熔盐热腐蚀能力极差,硫化-氧化是腐蚀破坏的主要原因.Ni_3Al-0.2B中添加6at.-％Cr,0.5at.-％Zr加速了材料的腐蚀。     

Co,Cr和Ni对Fe3Al金属间化合物相平衡的影响

利用集团变分法，计算了Fe-Al-Co,Fe-Al-Cr,Fe-Al-Ni三元合金700K等温截面的Fe3Al相区，三个三元合金等温截面的计算结果显示，Fe-Al-Ni相图中的Fe3Al相区最小，Fe-Al-Cr相图中的Fe3Al相区最大；根据等温截面的几何性质，可以将Co和Ni看成是一类原子，而Cr原子属于另一类，利用Monte Carlo方法分析了Co,Cr和Ni对Fe3Al金属间化合物原子组态的影响，从不同原子在不同亚点阵上的占位情况和原子组态图都可以看出，Cr原子倾向于占据β亚点阵；Co和Ni原子倾向于占据α亚点阵，也有一部分Co和Ni原子倾向于与Al原子形成B2结构晶粒，分布于DO3晶粒中，这将加剧晶体中缺陷的形成，从Monte Carlo法得到的这些结果，也可以看出Co和Ni属于一类原子，而Cr属于另一类。