激光熔覆制备Fe-Al金属间化合物覆层

分别以纯Fe3Al粉、铁基合金粉 铝粉为原料,采用激光熔覆工艺在钢基体表面制备Fe-Al金属间化合物.利用扫描电镜、能谱仪与X射线衍射等方法对熔覆合金层以及与钢基体的结合界面等进行了显微组织与相结构的分析.结果表明,采用这两种原料均可以获得与基体之间良好冶金结合的Fe-Al合金覆层,覆层组织致密,均与基体实现了良好的冶金结合;直接熔覆Fe3Al工艺的覆层存在裂纹现象,而铁基合金粉 铝粉反应合成工艺的覆层组织含少量孤立微孔隙,但无裂纹缺陷;直接熔覆Fe3Al的覆层组织由粗大的等轴状晶团构成,等轴状晶团内部及晶界由大量极细小的板条状Fe3Al晶粒构成,许多相邻板条晶之间具有一致的晶体取向;反应合成工艺的覆层组织主要由大量细密、均匀的树枝晶构成,树枝晶所含元素的原子比Fe:Al:Ni:Cr:Si大约为55:24:8:8:5.     

相变扩散连接界面生成金属间化合物的数值模拟

在异种材料扩散连接的接头中,当界面上有脆性的金属间化合物产生时,接头往往表现出较差的力学性能。因此,从扩散连接的生产应用及扩散连接的理论研究出发,研究扩散连接接头的界面金属间化合物的生成规律,进而对其控制,是有着非常重要的现实意义的。扩散连接界面上金属间化合物的生成及成长机制是受扩散控制的反应扩散机制,而相变扩散连接中往往还伴随着相变,因此相变扩散连接的界面反应机制更为复杂。本文根据相变扩散连接的     

Preparation Process and Characteristics Analysis of Ni-Al System Intermetallic Compound Coatings

WITH the development of modem industry,performance requirements of materials are more andmore severe.Both high temperature strength andwear-resistance should be developed for materialsrunning in some environments.Such as in petroleumand chemical industry,the metal components in thecracking furnace are eroded severely by strongcorrosive gas of98%thick H2S.And the using life ofone of its components,thermocouple cannula,whichwas made of GH3030or GH3039nickel-basesuperalloy are only10-15days.S…     

基于元胞自动机的TA15板材累积叠轧微观组织预测

为研究累积叠轧过程中TA15钛合金微观组织的演变规律,首先利用DEFORM有限元软件模拟了不同累积叠轧工艺对板材成形热参数的影响,在此基础上通过元胞自动机模拟了TA15钛合金累积叠轧后组织的动态球化过程。结果表明,在累积叠轧过程中,通过减少单道次变形、降低轧制速度并保持一定的温度,可有效地改善TA15钛合金的微观组织和性能。将元胞自动机动态球化模型导入Deform-3D软件,成功地模拟了在热压缩和累积叠轧过程中微观组织的演变。     

旋转摩擦挤压合金化法制备Al3Ti金属间化合物

采用自制旋转摩擦挤压合金化设备以纯铝板和纯Ti粉为原材料制备了Al-Ti金属间化合物.利用扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜以及X射线衍射仪对合金化产物的微观组织结构及相组成进行了分析,并对其显微硬度进行了测量.结果表明:原材料Al、Ti在摩擦棒的剪切与强烈挤压力的共同作用下,能够在固态下发生合金化反应,生成Al3...     

成分配比对自蔓延高温合成Ni-Al金属间化合物的影响

以镍粉和铝粉为主要原料,采用自蔓延高温合成技术,制备Ni-Al金属间化合物。研究了成分配比对热爆反应的影响,绘制了热爆反应曲线,分析了热爆反应机理及产物的显微组织特征。研究结果表明:成分配比和压坯密度对热爆反应均有不同程度的影响。增加Al含量、加大压坯密度都会缩短热爆起始时间、降低热爆起始温度;反应起始温度低于Ni-Al系的最低共晶温度(640℃)。本文初步确定了Ni-Al系的热爆反应是由固固扩散反应引发的。Ni-32Al的反应产物为均一的NiAl相。     

机械合金化制备金属间化合物MoSi2

以Si粉和Mo粉为原料采用机械合金化的方法制备了金属间化合物MoSi2。研究了球磨过程中球磨时间、球料比、转速及不同球磨机类型对机械合金化产物的影响。利用SEM观察粉末表面形貌及颗粒大小，利用XRD测定物相结构。研究结果表明，当球磨机提供的能量达到相变所需的能量时，粉末中有MoSi2相生成。通过XRD分析可以看出，随着球磨时间的延长，合金化程度逐渐提高：球磨转速的提高有助于生成MoSi2：较高的球料比可以使生成MoSi2的时间提前。在机械球磨过程中，粉末的颗粒尺寸经历了一个由较粗且不规则、不均匀粉末向细小、均匀、接近球形粉末，然后团聚增大的转化过程。此外，还研究了助磨剂对合金化产物的影响，结果表明助磨剂的加入并不能促进MoSi2的生成，但可以对颗粒的细化起到一定作用。     

成分配比对自蔓延高温合成Ni-Al金属间化合物的影响

以镍粉和铝粉为主要原料，采用自蔓延高温合成技术，制备Ni-Al金属间化合物。研究了成分配比对热爆反应的影响，绘制了热爆反应曲线，分析了热爆反应机理及产物的显微组织特征。研究结果表明：成分配比和压坯密度对热爆反应均有不同程度的影响。增加Al含量、加大压坯密度都会缩短热爆起始时间、降低热爆起始温度；反应起始温度低于Ni-Al系的最低共晶温度（640℃）。本文初步确定了Ni-Al系的热爆反应是由固固扩散反应引发的。Ni-32Al的反应产物为均一的NiAl相。     

扩散连接接头金属间化合物新相的形成机理

扩散连接接头中界面区脆性金属间化合物相的出现往往会造成接头性能的恶化,因此研究并建立接头界面区金属间化合物相的生成和成长行为的数学模型对扩散连接过程有非常重要的理论及现实意义。本文根据扩散理论,指出界面处生成相的动力学驱动力限决于扩散偶中组元自身的特性,生成机的组元及比例应按原子扩散通量比优先生成,本文从动力学及热力学角度出发,提出了多组元扩散偶界面处的金属间化合物生成相原则：通量-能量原则;并以钛/镍/钢扩散接接头为例,证明钛/镍界面处金属间化合物相的生成规律为Ni/TiNi3/TiNi/Ti2Ni/Ti。提出,通量-能量能力相当的两种或多种金属间化合物有可能同时形核篚,接头界面处会形成混合的金属间化合物。     

原位金属间化合物对冷喷涂Al-Ni增材沉积体力学性能的影响

目的 研究Ni元素的添加及热处理工艺对冷喷涂Al-Ni沉积体的微观组织结构、相组成及力学性能的影响。方法 预先采用冷喷涂技术制备Al沉积体、Al-25%Ni（以下称为AlNi25）沉积体,再将制得的沉积体放入具有氩气气氛的管式加热炉中进行热处理。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度仪、X射线衍射仪与万能拉伸试验机,对试样显微组织、物相组成及力学性能进行测试分析。结果 经过热处理的AlNi25沉积体的物相主要为Al、Al3Ni。由于热处理过程诱发了柯肯达尔效应,AlNi25沉积体的孔隙率由喷涂态的1.4%增加到热处理态的2.5%。喷涂态Al沉积体的硬度为44.2HV0.2,在500 ℃下对沉积体进行热处理后,由于发生回复与再结晶,硬度值降为26.72 HV0.2。喷涂态AlNi25沉积体的硬度为49.2HV0.2,经过热处理后,生成的Al3Ni金属间化合物对沉积体的强化效应与热处理的软化效应相当,导致最终热处理态AlNi25沉积体的硬度为50.5HV0.2,与喷涂态AlNi25沉积体硬度值差别较小。喷涂态Al沉积体、AlNi25沉积体的抗拉强度分别为57、65 MPa,经过热处理后,沉积体内颗粒间的原有界面消失,热处理态的Al沉积体、AlNi25沉积体的抗拉强度分别为64.7、107 MPa。同时,经过热处理后,两种沉积体的塑性变形能力得到了有效提升。未热处理时,两种沉积体基本没有塑性;热处理后,Al沉积体、AlNi25沉积体的塑性得到有效提升,塑性应变分别为3.7%、0.97%。结论 对冷喷涂AlNi25沉积体进行热处理,原位生成了Al3Ni金属间化合物,有效提高了沉积体的硬度、抗拉强度以及塑性变形能力。     

B2型Y基金属间化合物YX（X=g，Cu，In，Rh）延性预测

采用第一原理赝势平面波方法——CASTEP程序计算了4种B2型Y基金属间化合物YH（X=Ag，Cu，In，Rh）的部分弹性性质，计算结果与文献报道值基本一致。通过Pugh定律、Cauchy压力和泊松比等经验判据，分析并预测了它们的脆性／延性，其延性高低次序为：YRh〉YAg〉YCu〉YIn。电子结构分析表明：这4种金属间化合物良好的延性源于其较强的金属键，而不同程度的Y（d）-X（p）电子杂化则导致了其延性的差异。YIn中因In的P电子较多，杂化程度高，共价键方向性强，因而延展性最低，而YRh则由于存在Y（d）-Rh（d）电子间强的相互作用，增强了其金属键作用，因而延性最好。     

Al-Fe金属间化合物对复合板界面结合的影响(英文)

对固态铝和固态铁界面金属间化合物的生长及金属间化合物对界面结合的影响进行了研究。结果表明,固态铝和固态铁热处理后的界面主要包括Fe2Al5和FeAl3化合物层,金属间化合物恶化了界面结合强度。在拉剪测试中,断裂主要发生在Fe2Al5或FeAl3化合物层,断裂的位置主要取决于化合物层内部的缺陷,包括微裂纹和空洞。热膨胀系数不匹配产生的应力导致内部微裂纹产生,内部孔洞产生的原因是Kirkendall效应。该研究对铝和铁的焊接与连接,尤其是对铝钢复合板的制备,奠定了一定的基础。     

Al／Ti／Al复合层原位生成金属间化合物连接陶瓷

用Al／Ti／Al复合层作连接材料，通过连接温度下原位生成金属间化合物真空连接Si3N4陶瓷。研究了Al与Ti的厚度匹配和工艺参数对接头显微组织及其强度的影响和接头的形成过程。结果表明：当原位生成的连接层金属组织为Al3Ti／Ti／Al3Ti时，由于纯金属间化合物Al3Ti脆性大，且其与剩余Ti片的结合强度低，陶瓷接头强度低；当连接层金属组织为大量Al3Ti颗粒加少量Al基固溶体时，连接层金属能获得良好的强化效果，与用纯Al连接的接头相比，接头室温和高温强度显著提高。Al与Ti的厚度匹配和连接参数适当时，接头室温和600℃剪切强度可分别达到89．4MPa和29．7MPa。     

Improvement of the matrix and the interface quality of a Cu/Al composite by the MARB process

The matrix accumulative roll bonding technology （MARB） can improve the matrix performance of metal composite and strengthen the bonding quality of the interface./n this research, for the fwst time, the technology of MARB was proposed. A sound Cu/AI bonding composite was obtained using the MARB process and the bonding characteristic of the interface was studied using scanning electricity microscope （SEM） and energy-dispersive spectroscopy （EDS）. The result indicated that accumulation cycles and diffusion annealing temperature were the most important factors for fabricating a Cu/AI composite material. The substrate aluminum was strengthened by MARB, and a high quality Cu/AI composite with sound interface was obtained as well.     

金属间化合物对累积叠轧Mg/Al多层复合板材断裂过程的影响

本文采用分步拉伸观测的方法研究了累积叠轧Mg/Al多层复合板材中界面金属间化合物对复合板材断裂过程的影响。结果表明：在单向拉伸过程中,Mg/Al界面处金属间化合物导致了裂纹的萌生和扩展,从而导致Mg/Al界面的分离;在后续拉伸过程当中,由于Mg层强度较低,首先产生颈缩失效,致使整个样品提前断裂。     

金属间化合物Ti5Si3制备技术的研究进展

介绍了金属间化合物Ti5Si3的制备技术及研究现状,并从改善其室温脆性和断裂韧度等方面简述了改善Ti5Si3性能的途径.     

In Situ Synthesis of Nanocrystalline Intermetallic Compound Layer during Surface Mechanical Attrition Treatment of Zirconium

The surface mechanical attrition treatment (SMAT) technique was developed to synthesize a nanocrystalline (NC)layer on the surface of metallic materials for upgrading their overall properties and performance. In this paper, by means of SMAT to a pure zirconium plate at the room temperature, repetitive multidirectional peening of steel shots (composition (wt%): 1C, 1.5Cr, base Fe) severely deformed the surface layer. A NC surface layer consisting of the intermetallic compound FeCr was fabricated on the surface of the zirconium. The microstructure characterization of the surface layer was performed by using X-ray diffraction analysis, optical microscopy, scanning and transmission electron microscopy observations. The NC surface layer was about 25 μm thick and consisted of the intermetallic compound FeCr with an average grain size of 25+10 nm. The deformation-induced fast diffusion of Fe and Cr from the steel shots into Zr occurred during SMAT, leading to the formation of intermetallic compound. In addition, the NC surface layer exhibited an ultrahigh nanohardness of 10.2 GPa.     

First-Principles Study on the Stabilities of the Intermetallic Compounds in Mg-Nd Alloys

Using the first-principle pseudopotential plane wave (PPW) method based on the density functional theory, structural optimization was conducted on various intermetallic compounds of the binary Mg-Nd alloy. With their ground-state energies obtained, the structural stabilities of these intermetallic compounds were studied in terms of formation heat and binding energy of the alloy. The results show that the absolute values of the binding energies of various intermetallic compounds increase with the increase of Nd content, among which the absolute value of the binding energy of MgNd is the greatest while that of Mg12Nd is the smallest. It is indicated that among all the intermetallic compounds formed in Mg-Nd, the structure of MgNd is the most stable while that of Mg12Nd is the most unstable. This result is consistent with the experiment data. The Mg12Nd phase does not exist in the phase diagram of Mg-Nd alloy. In addition, the densities of electronic state of these structures were calculated and an explanation was given in terms of the electronic structure.     

Mg-Ce化合物相结构稳定性的赝势平面波方法研究

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Mg-Ce二元合金系中不同Ce原子浓度与结构类型金属间化合物的几何、能态与电子结构,并从合金形成热和结合能两方面调查了这些金属间化合物不同结构类型的相结构稳定性.结果表明：Mg3Ce,Mg2Ce,MgCe,MgCe2和MgCe3金属间化合物具有最强合金化形成能力和最高结构稳定性的结构类型分别为DO3,C15,Ba,C15和DO3.电子态密度（DOS）的分析结果表明：不同Ce含量Mg-Ce金属间化合物相结构稳定性的差异源于其费米能级处电子数的不同,高稳定性的相结构类型可归因于其费米能级处较少的Mg（3s）,Mg（2p）,Ce（5d）和Ce（4f）成键电子.     

Ni-Al-Fe系中NiAl(Fe)金属间化合物的析出强化

研究Ni-Al-Fe系中B2型金属间化合物NiAl(Fe)的硬度随时效时间的变化,同时测定时效处理后含析出相的NiAl(Fe)金属间化合物的屈服强度随温度变化。结果表明,在所有实验温度区域内,NiAl(Fe)化合物的屈服强度均远高于单相NiAl;析出相为体心立方结构的α-Fe相;在时效初期α-Fe相呈球状,过时效之后变成平行于有序基体{100}晶面的板条状。通过透射电镜观察还确定变形过程中位错滑移矢量为111。虽然α-Fe析出相的硬度低于NiAl(Fe)基体,但由于α-Fe析出相对运动位错有较强的钉扎作用而使基体得到强化。