外加拉应力对Ti3Al基合金500-700℃下选择性氧化的影响

研究了Ti3Al基合金(Ti-24Al-14Nb-3V-0.5Mo-0.3Si,原子分数,%)在500,600,700℃下应力水平对其选择性氧化行为的影响.合金氧化主要形成TiO2和Al2O3的混合膜.XPS与SEM分析表明,在500℃下,拉应力降低氧化物组成中TiO2的含量,增大Al2O3的含量.在600℃下结果与上述相反,且随应力增大,效果愈明显.而在700℃下,施加的外应力水平导致氧化膜发生开裂,氧化膜中相组成与无外应力时的相同.用力学化学活度的理论对实验结果进行了分析和讨论.     

外加拉应力对Ti3A1基合金500—700℃下选择性氧化的影响

研究了Ti3Al基合金(Ti-24Al-14Nb-3V-0．5Mo-0．3Si，原子分数，％)在500，600，700℃下应力水平对其选择性氧化行为的影响，合金氧化主要形成TiO2和A12O2的混合膜，XPS与SEM分析表明，在500℃下，拉应力降低氯化物组成中TiO2的含量，增大A12O3的含量，在600℃下结果与上述相反，且随应力增大，效果愈明显，而在700℃下，施加的外应力水平导致氧化膜发生开裂，氧化膜中相组成与无外应力时的相同，用力学化学活度的理论对实验结果进行了分析和讨论。     

Ti3Al基合金室温塑性的改善方法

结合Ti3Al基合金室温塑性的主要影响因素，总结了Ti3Al基合金改善塑性的方法，这些方法包括：合金化、细化晶粒、热处理、控制间隙元素含量等。合金化元素主要包括Mo，V，Nb3种，它们的加入稳定了塑性相。提高了合金塑性。细化晶粒一方面可缩短滑移带长度，减少晶界的应变集中，使裂纹形核变得困难；另一方面由于细晶材料的塑性变形协调性较好，有利于更多滑移系的开动。热处理通过控制组织达到改善塑性的目的。间隙元素严重影响合金塑性，控制其含量是改善塑性的重要手段。     

含铝Ti3SiC2在1 100℃和1 200℃空气中的循环氧化行为

采用热压n(TiC):n(n):n(Si):n(Al)=2:1:1:0.2的混合粉末制备了高纯度、固溶有铝的Ti 3SiC2.研究了该材料在1 100℃和1 200℃空气中的循环氧化行为.结果表明,含铝Ti3SiC2的循环氧化可以分为氧化层的形成、致密和稳定.40次循环后,试样表面形成6～10 μm的致密氧化膜,其主要由固溶的铝所形成的a-Al2O3组成,并含少量的SiO2和TiO2.这种致密氧化膜有利于提高Ti3SiC2的氧化性能.热应力计算表明,氧化层内部存在很大的压应力.     

Ti3Al基合金的热变形行为及加工图

采用THERMECMASTER-Z热模拟试验机对Ti3Al基合金进行等温恒应变速率压缩试验,基于动态材料模型的加工图技术研究该合金在950~1350 ℃和0.001~10 s-1范围内的高温变形特性,并优化出其适宜的高温变形参数范围。结果表明,在应变速率较高(≥0.05 s-1)时,变形多处于失稳区域。在变形温度为950~1100 ℃,应变速率为0.05~10 s-1区域,发生了绝热剪切和局部流动现象;在变形温度为1100~1350 ℃,应变速率为0.1~10 s-1区域发生了β组织的不均匀变形。在变形温度为1250~1350 ℃,应变速率低于0.01 s-1时,变形组织粗大,其变形机制为动态回复。在变形温度为1100~1180 ℃,应变速率为0.001~0.015 s-1时,功率耗散效率多大于0.55,变形组织中出现了亚晶;在温度为970~1010 ℃,应变速率为0.001~0.01 s-1时,功率耗散系数大于0.5,其变形机制可能为超塑性成形,这2个区域为Ti3Al基合金适宜的热变形工艺参数范围     

Ti3Al基合金在近等温变形过程中的组织变化规律

对锻态Ti3Al基合金进行了压缩实验,研究其在近等温变形过程中的组织变化规律.结果表明随着变形温度的升高,初生α2条变粗,且大部分α2相趋于等轴状.尽管应变速率对α2相的含量影响不大,但对其尺寸和形貌却有较大的影响.较高的应变速率能够增加畸变能,有利于细化晶粒.由于10%的变形量较小,只有较少量位于有利变形方向的条状α2相被破碎而呈现出等轴状.而当变形量从10%增加到30%时,α2相颗粒均为等轴状,其尺寸随着变形量的增加先减小后增大.尺寸增大的原因是由于两个相互独立的硬α2相之间的软β相在变形力的作用下被挤开而靠近,最终靠扩散长大成一体;或是初生α2相在缓慢变形过程中吞并其周围新生的细小α2相而长大.     

锻态Ti3Al基合金超塑压缩的力学行为及组织演变

Ti3Al基的Ti-24A1-14Nb-3V-0.5Mo(at%)合金为非理想的超塑材料.用超塑压缩方法研究了合金的超塑变形行为,分析了变形量和应变速率对流变应力及组织演变的影响.结果表明所研究合金的最佳超塑变形温度为980 ℃.在980 ℃,2×10-3s-1的条件下,应变速率敏感性指数值为0.55.应变速率对合金超塑压缩时的力学行为和组织演变有显著的影响.     

Ti3Al基合金的热处理显微组织与蠕变性能

对Ti_3Al基合金Ti_3Al-26M,Ti_3Al-11.5M和Ti_3Al-22M(wt%)(M=Nb,Mo,V)的热处理与显微组织和显微组织与蠕变性能之间的关系进行了探讨。结果表明:同一合金在不同热处理条件下的显微组织具有不同的特征和尺寸,而在同一热处理条件下的3种合金显微组织特征相同,只是晶粒的尺寸不同。高温蠕变性能测定表明,Ti_3Al-26M合金的蠕变性能优于Ti_3Al-11.5M和Ti_3Al-22M合金。Ti_3Al-26M合金经β固溶处理的魏氏组织的蠕变性能最好,经α_2+β固溶+时效和工厂处理的等轴组织蠕变性能次之。Ti_3Al-26M合金α_2+β固溶+时效状态的稳态蠕变速率与温度和应力的关系研究表明。随着温度和应力的增加稳态蠕变速率明显增加,并且随温度影响更为明显。     

可熔金属芯在金属型铸造Ti3Al基合金中的应用

本文通过对空心可熔金属芯制造工艺及表面处理工艺的研究,成功地实现了Ti3Al基因金铸件的金属型铸造。研究结果表明：（1）利用金属型及可熔性金属芯可以铸出合格的Ti3Al基合金铸件;（2）该技术的重点在于可熔性金属芯的应用。可熔性金属芯既要能使合金液圆满充型,又要在充型结束后熔化以减少收缩阻力;（3）金属芯上的涂层是保证合金成分稳定与圆满充型的关键。     

Ti3Al基合金的弹性变形能与空蚀

利用旋转圆盘装置研究了Ti3Al基合金Ti-24A1-15Nb-1Mo的空蚀行为，并用洛氏硬度仪模拟空蚀过程中微射流所产生的局部载荷对Ti-24A1-15Nb-1Mo合金的作用，测量了压头加载过程中该合金吸收的总能量和弹性变形能(选择我国水利机械常用0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢作对比材料)。结果表明：Ti-24Al-15Nb-1Mo合金的抗空蚀性能优于0Cr13Ni5Mo不锈钢，空蚀40h后前者的累积体积损失量仅为0．551mm^3，而后者的累积体积损失量达到2．615mm^3；在局部载荷作用下，Ti-24Al-15Nb-1Mo合金不仅有较高的加工硬化能力，而且有较好的弹性性能；在压痕试验中其弹性变形能在总变形能量中所占比例达到1／3。这些性能特点使Ti-24Al-15Nb-1Mo合金在空蚀过程中能吸收和释放较多的冲击能量，延缓裂纹形成，减少体积损失，呈现良好的抗空蚀性能。     

硅酸钠浓度对Ti3Al基合金微弧氧化层生长及其摩擦磨损性能的影响

目的 研究硅酸钠溶液浓度对Ti3Al基合金表面制备微弧氧化膜层结构的影响,以提高Ti3Al基合金微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。方法 采用恒流模式微弧氧化电源,分别在6、8、10 g/L的Na2SiO3电解液中,对Ti3Al基合金试样进行微弧氧化处理,用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、Image J软件、X射线衍射仪（XRD）及显微硬度仪,分析微弧氧化膜层的表面形貌和截面形貌、元素分布、厚度、相组成以及表面硬度。用CFT-I 型磨损试验机研究不同微弧氧化膜层的摩擦磨损性能。结果 随着Na2SiO3浓度的增加,微弧氧化的工作电压与起弧电压均逐渐减小。微弧氧化层表面呈多孔状,存在熔融物堆积导致的环状凸起。随着Na2SiO3浓度的增加,氧化层表面微孔直径减小,膜层逐渐增厚。微弧氧化膜层主要Al2O3、SiO2、TiO2、Nb2O5以及Al2SiO5相组成,微弧氧化处理明显降低了Ti3Al基合金的摩擦系数和磨损率。电解液Na2SiO3质量浓度为10 g/L时,微弧氧化膜层的平均摩擦系数为0.49,磨损率仅为2.1×10-7 mm3/(N?mm),主要表现为微切削磨损与轻微的粘着磨损。结论 随着硅酸钠浓度的增加,有利于提高微弧氧化膜层的形成速率,缩短反应时间。微弧氧化处理能够显著改善Ti3Al基合金的耐磨性。     

高温变形参数对Ti3Al基合金微观组织的影响

研究了高温变形参数对Ti-24Al-15Nb- 1.5Mo合金显微组织的影响.实验选取的变形温度为980℃,应变速率为10-3～10-1 s-1,变形程度为30％～50％.结果表明:在变形过程中,应变速率对α2相体积分数影响不大,但对α2相晶粒的形态和尺寸有一定影响,较高的应变速率有利于细化晶粒;随着变形程度的提高,α2相晶粒的细化程度增加,晶粒粒径更加细小.     

液相Al-Si共渗提高Ti3Al基合金高温抗氧化性

使用Al-8Si（mass %）合金熔体对Ti3Al基合金表面进行液相Al-Si共渗硅处理，在表层发生了不同程度的界面反应，经X射线能谱分析和对涂层的X射线衍射分析，推断涂层由TiAl3及Ti-Si化合物组成.经1 013 K/6 min+983 K/10 min的二次改性处理，可明显改善Ti3Al基合金的高温抗氧化性.1173 K/100 h氧化后的涂层组织，分析表明，涂层改善基体抗高温氧化性的根本原因是在最外层生成了一薄层致密的Al2O3膜.相关机理还有待更深一步研究.     

含Mo的Ni_3Al－Fe基合金在900－1100℃空气中的氧化行为

研究了含Ｍｏ的Ｎｉ３Ａｌ－Ｆｅ基合金在９００－１１００℃空气中的等温氧化行为，利用光学显微镜、ＳＥＭ、ＥＰＭＡ、ＸＲＤ分析了氧化膜的形态和结构．研究表明，含Ｍｏ的Ｎｉ３Ａｌ－Ｆｅ基合金由γ和β相组成．对应于γ相的氧化膜由多相组成，合金元素Ｆｅ和Ｍｏ使得γ相的氧化速率增大，氧化膜的粘附性和内聚力下降，其氧化反应激活能为４２．７ｋＪ／ｍｏｌ，Ｆｅ穿过Ａｌ２Ｏ３氧化层的扩散为氧化反应的速率控制步骤．而β相中的Ｆｅ和Ｍｏ，对其抗氧化性无不利影响，氧化膜仅由Ａｌ２Ｏ３．     

Ti3Al—11Nb合金的相变

用透射电子显微术和X射线能谱术研究了Ti_3Al-11Nb(Ti-12.5wt%Al-21wt%Nb)合金热锻棒材在热处理过程中的相变特征。结果表明,合金在1100℃加热后缓冷到室温的样品其组织由α_2+β相组成。与α_2相相比,β相明显地表现出Al含量低而Nb含量高。1200℃油淬样品的组织由α_2+B2相组成,二相含量大致相近。1200℃水淬样品由单一的B2相组成。水淬并经750℃时效的样品中析出两种形态的α_2相:首先由晶界析出的较粗的α_2相以及在晶内普遍析出的弥散的α_2相。     

Fe3Al基合金的高温氧化行为

测定了Ｆｅ３Ａｌ基合金铁静态和拉庆务态下的氧化增重曲线，并与０Ｃｒ２５Ａｌ５合金进行比较，结果表明，在较低温度下Ｆｅ３Ａｌ基合金的静态氧化性能不如０Ｃｒ２５Ａｌ５；当温度高于９００℃时，Ｆｅ３Ａｌ基合金的氧化性能要比０Ｃｒ２５Ａｌ５好。但Ｆｅ３Ａｌ基合金在拉应力作用下的动态氧化性能比０Ｃｒ２５Ａｌ５差。动态下合氧化增重不仅与和氧化时间有关，还与拉应力的大小有关。文中人这似的动态氧化△ｗ＝ｋ１ｔ＾２     

Al-Si钎料对Ti3Al基合金的表面改性研究

采用Al-Si钎料液相浸渍的反应方法实现了对Ti3Al基合金的表面改性,且Al-Si与Ti3Al母材之间形成了良好的界面,涂层由TiAl3和TiSi2>组成.经过900℃恒温氧化试验后,在涂层外表面与Ti3Al母材的界面分别出现了Al3O3层、Ti-Si层和TiAl层.表面浸渍处理后的试样相对于未加涂层的Ti3Al试样...