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。     

高能微弧合金化法制备的Ni_3Al(Cr)涂层的显微组织及高温氧化性能

采用高能微弧合金化技术,通过控制输出功率、电压、沉积时间等工艺参数,成功地在K3合金表面制备致密的Ni_3Al(Cr)超细晶合金化层.合金化层与基体之间是冶金结合、且制备过程对K3基体的热影响很小.在900℃空气中氧化400 h的结果表明,Ni_3Al(Cr)合金化层比相应的铸态Ni_3Al(Cr)电极和K3高温合金具有更好的高温氧化性能,它形成的富Al_2O_3氧化膜连续致密、粘附性良好,这得益于晶粒细化增加了短路扩散路径,降低了形成富Al氧化膜所需的临界Al含量.     

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     

NiAl微晶涂层对两种NiAl基共晶合金高温氧化性能的影响

研究了磁控溅NiAl微晶涂层对NiAl－28Cr-5Mo-1Hf和NiAl－33.5Cr-0.5Zr两种共晶合金在1000－1150℃静态空气中氧化性能的影响，添加Cr,Mo,Hf,Zr等元素使NiAl合金由单相转变为多相结构，高温氧化后表面分别形成抗氧化性能较差的Al2O3 CrO3 HfO2和Al2O3 Cr2O3 ZrO2复合氧化膜，并且发生严重的内氧化。施加NiAl微晶涂层后，高温下表面形成致密的单一氧化物Al2O3，抗氧化性能得到明显提高。     

Cr和Nb对Fe3Al合金组织结构和力学性能的影响

研究了利用热挤压细化晶粒及Cr和Nb合金化对Fe_3Al合金室温至高温拉伸性能和组织结构的影响。结果表明,晶粒细化可以提高Fe_3Al合金的强度和塑性;Cr具有韧化合金、提高解理强度的作用。400℃以上更明显;Nb的加入析出含Al的Fe_2Nb相,具有沉淀强化的作用,Nb和Cr的同时加入,明显提高550℃时的峰值屈服强度。     

NiAl涂层对NiAl-Cr(Zr)共晶合金1100℃空气中循环氧化行为的影响

研究了溅射NiAl涂层对NiAl-Cr(Zr)共晶合金在1100 ℃空气中抗氧化性能的影响.结果表明,在1100 ℃高温下,NiAl-Cr(Zr)共晶合金由于形成Al2O3 + Cr2O3+ ZrO2的混合氧化物膜而表现出较差的抗循环氧化性能.在其表面溅射与其成分接近的NiAl 微晶涂层,高温下形成致密的、粘附性好的A...     

硬质合金表面Ti-Al-Zr-Cr-N系复合膜的抗高温氧化性

采用多弧离子镀技术和Ti-Al-Zr合金靶及Cr单质靶,在WC-8%Co硬质合金基体上制备出(Ti,Al,Zr,Cr)N多元单层膜和TiAlZrCr/(Ti,Al,Zr,Cr)N多元梯度膜。对两种薄膜进行了600,700,800和900℃短时(4 h)的氧化实验及600和700℃长时(100 h)的循环氧化实验,并利用SEM和XRD分析了试样表面的氧化膜。结果表明,在短时氧化条件下,(Ti,Al,Zr,Cr)N单层膜和TiAlZrCr/(Ti,Al,Zr,Cr)N梯度膜分别在700和800℃时具有良好的抗高温氧化性;而在长时氧化条件下,其抗高温循环氧化温度分别为600和700℃。     

精铸Ti-Al-Zr合金的显微组织和力学性能

用陶瓷型壳浇注了Ti Al Zr合金 ,研究了精铸Ti Al Zr合金的相组成、铸造显微组织、室温和高温力学性能及断口形貌。结果显示 ,精铸Ti Al Zr合金属于近α型 ,其铸态组织为网篮状魏氏组织 ,具有较好的室温和高温性能。Ti Al Zr合金的室温力学性能为 :抗拉强度 1 0 57.5MPa ,屈服强度 995MPa ,延伸率 1 8.45% ;50 0℃时的力学性能为 :抗拉强度 658.7MPa ,屈服强度 538.9MPa ,延伸率 1 6.5%。该合金室温断口以延性断裂为主 ,伴有部分解理断裂 ,而高温拉伸断口为延性断裂。     

镍基高温合金表面Al2O3活性扩散阻挡层的研究

采用EB-PVD在DD5镍基高温合金与Ni Cr Al涂层之间沉积Zr O2作为先驱层,并对试样分别进行600℃/4 h,700℃/4 h及900℃/4 h真空扩散处理,研究了扩散温度对α-Al2O3活性扩散阻挡层形成的影响,并且通过900℃/100 h恒温氧化处理对活性扩散阻挡层的高温服役性能进行了评价。结果表明:经过900℃/4 h真空扩散处理后,在Zr O2/Ni Cr Al界面形成一层连续致密的α-Al2O3扩散阻挡层,并且经过900℃/100 h大气恒温氧化后,α-Al2O3活性扩散阻挡层表现出良好的稳定性,以及优异的阻扩散能力。     

Mn、V、Mo、Ti、Zr元素对AlFeCrCoCu-X高熵合金组织与高温氧化性能的影响

利用非自耗真空电弧熔炼技术,研究等摩尔Mn、V、Mo、Ti、Zr元素对Al Fe Cr Co Cu多组元高熵合金的组织结构、硬度及抗高温氧化性能的影响。结果表明:6组合金都是典型的树枝晶结构,合金组织成分偏析严重,Cu元素大量聚集在晶间,其中,Ti和Zr元素对合金的组织影响最大,两组合金都伴随富Cr组织析出。合金具有较强的硬度,其硬度均与添加元素原子半径成正比。热重分析实验表明:合金具有较强的抗高温氧化能力,在加热到700℃以前,质量几乎保持不变,Al Fe Cr Co Cu合金的抗高温氧化性能最好,而第6元素的添加对合金的抗高温氧化能力不利。其中,V和Mo元素的加入导致其产生的对应氧化物具有易挥发特性而严重地恶化合金的抗高温氧化性能。     

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.     

Al对ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢高温抗氧化性的影响

在ZG40Cr25Ni20抗磨耐热钢中加入不同含量的Al,在900℃和1100℃下分别进行循环高温抗氧化性试验。通过不同温度下氧化增重测量、氧化动力学分析,以及试验后试样形貌观察,得出了Al对ZG40Cr25Ni20高温抗氧化性能的影响规律,结果表明适量的Al能明显提高ZG40Cr25Ni20的高温抗氧化性。     

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。     

降Al提Cr对低膨胀Thermo-Span合金性能的影响

研究了改变Thermo—Span合金的Al，Cr含量对合金热膨胀系数、力学性能和650℃氧化性能的影响。当合金中Al含量由0．45％提高到1．5％，Cr含量由5．5％降低到3．0％，合金20～800℃的膨胀系数显著降低，650℃，600MPa的光滑持久性能由354h提高到597h，室温拉伸强度明显增大，650℃，100h氧化速率稍有提高。Al含量增加，γ‘相析出增多。Cr含量较高时，氧化层和基体界面处的Cr浓度较高，提高了抗氧化性。降低Cr含量，提高Al含量，氧化层与基体界面处的Cr富集程度降低，Al的富集程度提高，合金的抗氧化性虽然有所降低，但幅度不大，仍保持为完全抗氧化级别。     

硬质合金表面多弧离子镀(Ti,Al,Zr,Cr)N多元氮化物膜

采用Ti-Al-Zr合金靶和Cr靶,用多弧离子镀技术在WC-8%Co硬质合金基体上沉积(Ti,Al,Zr,Cr)N多元氮化物膜。分析了薄膜的成分、形貌、粗糙度和结构,研究了薄膜的显微硬度、膜/基结合力和抗高温氧化性能。结果表明,获得的多元氮化物膜仍是B1-NaCl型TiN面心立方结构;适当控制偏压条件可以改善薄膜的表面形貌;在不同的偏压条件下,(Al+Zr+Cr)/(Ti+Al+Zr+Cr)的成分比为0.41～0.43,当其比值趋于0.4时,薄膜的显微硬度和膜/基结合力达到最大值3600HV0.01和200N;同时薄膜的抗高温氧化性能提高,最高温度可达700℃左右。     

高Fe、Cr含量多相Ni_3Al基高温合金组织与性能研究进展

Ni_3Al基高温合金因其较高的承温能力、优异的高温抗氧化/耐蚀性、较低的密度及生产成本,拥有广阔的应用前景而受到了大量的关注。Ni_3Al基高温合金进一步的推广应用迫切需要在确保可焊性的同时提高其热强性,在此背景下,本文首先简要阐述了在Ni_3Al基高温合金的成分设计中,Fe、Cr组元的添加可有效改善Ni_3Al基高温合金的相组成及焊接性能。针对可焊性优异的合金成分调整,进一步分析了一种高Fe、Cr元素添加Ni3Al基高温合金凝固过程的多相转变特征,对其在不同高温冷却、高温退火、长期时效工艺下的多相组织(γ'+γ两相、枝晶间β相、γ'包覆层等)演变规律进行了总结,并探讨了复杂组织变量(初生γ'相尺寸、β相形态、β内相演化、γ'包覆层宽化)对其蠕变行为的影响。最后,总结了多相Ni_3Al基高温合金连接工艺的最新研究进展,并对多相Ni_3Al基高温合金的进一步发展进行了展望。     

Cr涂层Zr-4合金包壳的高温空气氧化/扩散行为

目的 在Zr合金包壳表面制备Cr涂层,以提高Zr合金包壳在事故环境下的抗高温氧化性能。方法 采用多弧离子镀技术在Zr-4合金包壳上制备约17 μm的Cr涂层,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱(EDS)和电子探针(EPMA)等方法,分析试样氧化前后的相组成、微观形貌和扩散行为,并评估试样在1 100、1 200、1 300 ℃空气环境中氧化后的高温氧化性能。结果 沉积态Cr涂层显微结构致密均匀,(110)面有很强的织构。Cr涂层在高温空气中氧化60 min后,保持了涂层结构完整性。氧化后的Cr涂层Zr合金系统均为多层结构,包括外部Cr2O3层、中间Cr涂层、内部Cr-Zr扩散层和Zr合金基体。在涂层/基体界面上形成了具有Laves相的金属间ZrCr2扩散层,ZrCr2层下方的区域出现了大量分散的沉淀相。在Cr-Zr中间层和Zr合金界面处的不对称原子扩散导致Kirkendall空位生成,空位的聚集和合并导致空穴的形核和生长。结论 Cr涂层表面形成了致密的Cr2O3层,提高了Zr-4合金的抗高温氧化性能。通过研究高温空气中Cr涂层Zr-4合金包壳材料的高温空气氧化/扩散行为,可为耐事故涂层的开发、制备和应用提供一定的理论指导和技术支持。     

EFFECT OF Zr ON DUCTILITY OF CAST Ni_3 Al-BASE ALLOYS

Many compressive and tensile tests showed that the room temperature ductility of boron-freeNi_3Al alloy may be markedly improved by a moderate addition of Zr.The ductility of thestoichiometric Ni_3Al and even slightly enriched with Al,may be improved fairly between 400—600℃,which behaves much better if Zr is added together with B.However,the high tem-perature ductility of Ni_3Al alloys containing Cr may be significantly increased by Zr whichsegregates slightly along grain boundaries.Thus,the toughening mechanism of Zr alloyingseems to be different from that of B addition.     

B_2型Fe_3Al金属间化合物的高温氧化行为

研究了Fe3Al、Fe3Al(Cr))两种合金在600℃、750℃、950℃的静态氧化行为及其750℃的周期氧化行为,分析了相应的氧化膜结构和形貌,探讨了氧化膜的成长机理。结果表明,由于高温下Fe3Al基金属间化合物表面形成一层致密的A12O3氧化膜而具有优良的抗氧化性能。在950℃高温时,具有比1Cr13不锈钢好得多的抗氧化性能。2at%Cr的加入有利于稳定的α-Al2O3的形成。750℃以下,Fe3Al(Cr)合金的氧化增重低于Fe3Al,前者的氧化膜为纯α-Al2O3,而后者的还含有少量的γ-Al2     

Al2O3/Cu复合材料的高温拉伸性能研究

Al2O3弥散强化铜基复合材料(Al2O3/Cu复合材料)因其具有优良的高强度高导电性能以及抗高温软化性能而成为备受瞩目的一种工程材料.本文研究了Al2O3/Cu复合材料的室温和高温拉伸性能及微观组织.研究表明该材料相比Cu-Cr合金(Cr0.7%wt)具有优越的高温强度.微观组织观察表明该材料高温下优越的强度主要是因为弥散而细小的Al2O3颗粒的存在阻碍了位错运动,抑制了晶粒长大和Cu基体的再结晶.动态回复和局部再结晶是主要的软化机制.断裂特征表现为局部韧性断裂.)