TiAl金属间化合物PST晶体的生长,性能和应用

1引言γ－Tial金属间化合物以其较低的密度，良好的高温性能成为飞行器发动机理想的新一代高温结构材料．但它同时具有较低的室温塑韧性的局限，从而阻碍了其在实际中的应用．研究表明，γ－TiAl金属间化合物的性能强烈地依赖于其显微组织．因此了解其显微组织的特点，并研究其     

微观组织结构对TiAl合金高温氧化行为的影响

通过分析不同微观组织TiAl合金在850℃下的恒温氧化行为,揭示了不同微观组织TiAl合金的高温氧化机制。研究表明,近γ组织和双态组织TiAl合金表现出优异的高温抗氧化性,850℃恒温氧化100h后,样品表面氧化膜厚度分别为13.78、12.81μm,而全片层组织TiAl合金在同等条件下的氧化膜厚度为19.06μm。经850℃氧化100 h后,不同微观组织TiAl合金表面均形成了不具有保护作用的TiO₂/Al₂O₃混合氧化层。全片层组织TiAl合金高温抗氧化性不足的主要原因是基体中存在过多的原子扩散通道(片层晶界和板条相界),导致大量的氧进入基体发生氧化反应,而近γ组织和双态组织中原子扩散通道明显减少,且存在大量抗氧化性能优异的γ晶粒,显著降低了氧扩散与氧化速率,从而提高了TiAl合金的高温抗氧化性能。     

TiAl基合金的激光表面处理

研究了激光表面合金化和表面熔覆技术在γ-TiAl基金属间化合物上的应用，从激光表面处理技术的特点和其在TiAl合金表面改性上的最新研究结果入手，探讨了激光表面层及表面处理工艺参数对TiAl合金表面组织与高温氧化性能和耐磨性的影响及其机理，研究结果表明激光表面处理在改善TiAl合金高温抗氧化性能和提高耐磨性方面有着广阔的应用前景。     

新型β-γTiAl合金的研究进展

TiAl金属间化合物具有低密度、优异的高温强度和蠕变抗力,但是传统TiAl合金的热加工性能较差。新型β-γTiAl合金利用无序β相在高温下独立滑移系多、变形抗力小、易于塑性加工的特点,具有优良的热加工性能。主要综述了新型β-γTiAl合金的研究进展,对新型β-γTiAl合金的合金设计、组织演变、性能特别是机械性能及应用以及热处理等进行了讨论,并提出了新型β-γTiAl合金需要进一步解决的问题。     

TiAl基合金的韧化途径及基础应用研究

TiAl基合金以其低的密度, 优异的高温强度, 良好的抗氧化性和抗蠕变性等特点获得极大关注, 成为一种很有希望的航空、航天及汽车用高温合金, 但室温脆性严重制约了TiAl基合金的工业化应用. 分析了TiAl基合金室温韧性差的原因, 介绍了改善室温脆性的具体途径, 包括添加合金化元素、制备工艺的不断优化以及复合增强等, 从而改善了TiAl基合金室温脆性, 并概述了TiAl基合金的应用研究.     

Nb相增塑核壳结构Ti Al/Nb复合材料的制备及组织性能研究

针对传统γ-TiAl合金室温塑性低、难以满足工程化应用的难题,本文提出Nb相增塑核壳结构TiAl/Nb复合材料,系统研究了复合材料的制备工艺和力学性能。结果表明：在200 r/min转速下球磨120 h可实现细小Nb颗粒对大尺寸γ-TiAl雾化粉的完全包裹,随后在40 MPa下,1 200℃真空热压1 h可获得增塑相可控的致密核壳结构组织。制备的TiAl/Nb复合材料在室温下的屈服强度为971.5MPa,抗压强度为2 337.7 MPa,断裂应变为31.7%,表现出高强度和良好的塑性。这种强度和塑性的协同提高归因于延性β-Nb相促进了基体相之间的协调变形,提高了材料的整体持续变形能力。     

TiAl及TiAl+Cr合金的力学性能和组织结构

本文通过测定弯曲性能和分析金相组织结构,探讨了 TiAlγ相区中TiAl 及 TiAl+Cr 合金的力学性能和组织结构及其金属 Cr 元素对 TiAl 合金室温延性的改善作用。     

TiAl基合金高温抗氧化研究进展

综述了TiAl基合金高温抗氧化研究进展,包括TiAl基合金氧化热力学/动力学、氧化膜组成和结构及其形成过程,以及提高合金高温抗氧化性的措施。研究结果表明,TiAl基合金高温氧化动力学一般遵循抛物线规律,且受到合金相组成和组织形貌的影响。氧化膜由外向内,主要呈TiO_2/Al_2O_3/Al_2O_3+TiO_2结构,氧化膜与基体界面处易形成降低合金抗氧化性的Z相(Ti_5Al_3O_2)和氮化产物(TiN,Ti_2AlN)。TiAl基合金中添加适量的Nb,Y,Si,Cr,Mo等元素,在改善力学性能的同时,可明显降低合金高温氧化增重。采用表面处理技术,包括表面离子注入、表面渗透扩散处理以及磷化处理等,可在合金表面形成保护层,显著提高TiAl基合金高温抗氧化性能,然而保护层的稳定性尚需提高。采用涂层技术,包括富Al涂层、陶瓷涂层以及新兴的复合涂层等,可有效地阻止氧向内扩散,抑制TiAl基合金在高温下的氧化行为。     

激光熔覆高熵合金涂层组织结构及强化机理研究进展

激光熔覆作为一种绿色、高效的表面处理技术,能够快速制备组织致密、晶粒细小,与基体呈高强度冶金 结合的涂层,是近年来高熵合金领域的研究热点之一。概述了现有高熵合金涂层材料体系和制备方法,重点讨论 了激光熔覆CoCrFeNi-M 典型过渡族高熵合金涂层的组织结构,及其耐磨、耐蚀、抗高温氧化等性能,并归纳了 涂层的强化机制和方法。CoCrFeNi-M 系合金涂层主要呈现FCC 固溶体结构,综合力学性能普遍较好,通过合金 体系调控,在细晶强化、固溶强化、第二相强化等作用下,能够获得硬度、耐磨性、耐蚀性等性能的进一步提升。 同时,概述了激光熔覆难熔高熵合金涂层的组织结构,耐磨、耐蚀、抗高温氧化性能及性能强化机制,该体系合 金涂层主要呈现BCC 固溶体结构,硬度较高但室温韧性普遍不足,具有较好的高温强度,在高温领域具有较好 的应用前景,但抗高温氧化性能普遍不足,仍需通过合金体系优化进一步提升。此外,总结了基于激光熔覆技术 开展的高熵合金涂层制备及研究中存在的问题和不足,并展望了未来的发展方向。     

In783合金的组织与抗氧化性能

利用TEM研究了新一代Fe-Ni-Co基铁磁性抗氧化低膨胀高温合金In783的组织特征及其在不同温度下的循环氧化行为.研究表明,In783合金为γ-γ'-β相组成的3相合金,γ'弥散相强化基体γ相,提高了合金的室温强度、高温强度和持久强度;在晶界呈链状分布的β-NiAl相消除了此类合金存在的应力诱发晶界氧化脆性,从而消除了该合金的持久缺口敏感性.该合金在850℃循环氧化仍可达到完全抗氧化级别.     

γ-TiAl基合金超塑扩散连接实验与理论的研究

介绍了超塑扩散连接在γ—TiAl合金中的应用，总结并评述了近年来γ—TiAl基合金超塑扩散连接的最新实验与理论研究结果，认为超塑扩散连接对于γ—TiAl基合金是一种极具应用潜力的连接方法。经激光表面处理后，可降低γ-TiAl基合金超塑扩散连接的温度和时间。改进的超塑扩散连接的理论计算，可用于γ-TiM基合金超塑扩散连接工艺参数的优化。     

合金元素对Cu—P合金高温性能的影响

用Gleeble1500高温拉伸试验机研究了添加元素Ag，Sb，Sn对Cu－P合金高温性能的影响．研究结果表明，Ag能显著提高Cu－P合金在室温下的综合性能，Sb和Sn能显著提高Cu－P合金在150～280℃时的强度，其中的Sn强化效果最好．但当合Sn＞5％时，会使Cu—6．5P合金的室温脆性增大．     

核反应堆用钼铼合金结构材料研究进展

难熔金属钼具有熔点高、高温力学性能优异、导热性良好等特点,加之其良好的抗辐照肿胀能力及与液态金属的相容性,使其成为第四代高温核裂变反应堆、聚变堆等先进核反应堆重要的候选材料,用以满足高温、强腐蚀、大剂量辐照等苛刻环境下结构件的制备需求。但金属钼具有本征室温脆性、加工难和焊接性能差等缺点,严重限制了其应用推广。在金属钼中加入铼元素,形成“铼效应”,不仅可以显著改善钼的室温塑性和加工性能,降低塑-脆转变温度,而且还能提升材料焊接性能和抗蠕变性能,已经成为先进核反应堆结构材料的研究热点。本文从钼铼合金的成分设计、材料制备、焊接性能及核环境应用评价研究四个方面总结了国内外近年来的研究进展,分析了钼铼合金在先进反应堆工程应用中存在的问题,以期为高性能钼铼合金结构材料的开发提供参考。     

钇对Ti-43Al-9V合金组织性能的影响

采用OM，XRD，SEM和TEM等测试方法，分析了稀土元素(Y)对Ti—43Al—9V合金显微组织以及力学形能的影响。实验结果表明，Ti—43Al—9V—0．3Y合金由γ相、α2相、B2相和YAl2相组成；添加稀土可以细化Ti—43Al—9V合金的晶粒尺寸，并促进细小的α2／γ层片形成以及细化粗大的α2／γ／B2层片。对TiAl合金力学性能测试表明，适量添加稀土Y(0．3％，原子分数)可明显改善合金的室温强度和塑性，但过量添加将会造成材料性能降低；断口分析表明过量添加稀土导致沿晶断裂比例增加将损害TiAl合金的性能。     

用作真空烧结炉发热体的高温钼板材

叙述了用作真空烧结炉发热体的高温钼（HTM）合金板从制粉到轧制成0．5mm板材的工艺过程；对乳制成的0．5mm厚的板材在不同温度退火后的试样进行了室温拉伸、塑－脆转变温度（DBTT）及反复弯曲性能的测定，同时检验了1200～1400℃的高温拉伸性能，并用金相法观察了温度对高温钼合金板的显微组织的影响，还用扫描电镜对高温钼粉末形貌、烧结坯断口、室温拉伸及高温拉伸断口进行了观察。最后简介了这种钼合金板的使用情况。     

TiAl金属间化合物在汽车上的应用潜力

1引言Tial金属间化合物具有较高的强度和较低的密度，与现有的航空用高温合金相比，其在高温下具有更高的比刚度和比强度；同时，Tial合金还具有不着火的优点．因此，它被认为是一种极具应用潜力的航空发动机材料．但是，Tial合金的优越性不仅仅局限于此，从TW合金与汽车上常用的高温结构材料的性能比较来看，TiAl合金室温和高温比强度及高温高周疲劳均优于汽车上常用的奥氏体耐热钢和锻造镍基合金，而且蠕变强度与铸造镍基合金相当，其热疲劳寿命优于304奥氏体不锈钢．因此，Tial合金对于汽车工业同样具有极大的吸引力．最近，日本大同…     

镍基高温合金γ'相粗化的三维相场法研究进展

镍基高温合金以其优异的抗疲劳性能、韧性、高温蠕变强度、表面稳定性、抗氧化和抗热腐蚀性能,在航空航天领域引起了广泛的关注。γ'相为Ni3X结构的有序沉淀相,是镍基高温合金最主要的强化相,其粗化行为显著影响着镍基高温合金的高温性能,因而近年来投入了大量的人力物力对γ'相粗化行为进行研究。由于实验二维视场的尺寸限制,对γ'相粗化行为的三维相场法研究发展迅速。在对相场法界面模型及其本质进行阐述的基础上,综述了近年来国内外对镍基高温合金γ'相粗化行为的三维相场法研究结果,并指出了材料科学家们通过实验方法对镍基高温合金进行三维研究的不懈努力,为进一步利用三维相场法研究γ'相粗化行为提供参考,以不断优化镍基高温合金实验参数,减少实验的重复,节约经费和时间。同时,展望了三维相场法研究镍基高温合金的研究方向。     

稀土钼合金制备工艺及强韧化机理研究现状

钼合金作为新一代具有重要战略意义的稀有金属,具有熔点高、强度大、硬度高、高温性能优异、导电导热性好等优点,广泛应用于冶金、石油、机械、化工、钢铁工业、航空航天、核能技术等诸多领域。然而,由于钼的塑脆转变温度较高,当合金使用温度高于再结晶温度时,合金明显脆化及高温强度显著下降限制了其在诸多领域的应用。在钼中添加稀土可细化晶粒,降低钼的塑脆转变温度,提高钼的再结晶温度、高温强度,改善塑韧性及高温蠕变性能。本文综述了稀土掺杂钼合金制备方法体系的不同特点,总结了稀土掺杂钼合金的强韧化机理并进行了对比分析,展望了国内外稀土掺杂钼合金制备方法及强韧化机理的研究发展趋势,对目前稀土掺杂钼合金制品的应用现状进行了综合评述。     

冷喷涂TiAl3复合涂层的研究

本文概述了冷喷涂制备TiAl3复合涂层的方法和性能研究,主要包括冷喷涂工艺和热处理工艺,并通过钛铝基平衡相图的分析来指导冷喷涂涂层制备技术。研究了涂层的晶体结构和相组成以及高温氧化性能,探索了制备Cr改性TiAl3基L12型合金涂层的方法,初步研究了Cr改性TiAl3基L12型合金涂层的高温氧化性能。     

高温用γ-TiAl合金的钎焊

介绍了高温材料γ—TiAl合金真空钎焊所用的五种填充合金，论述了各类钎焊接头的组织结构及力学性能并进行了相关的分析对比。