小平面相的定向凝固与生长

小平面相是合金凝固中常见的组织之一,而目前合金凝固理论和实验研究的对象还只是非小平面相,结果小平面相凝固中许多现象还难以解释。但随着新材料(如新型金属间化合物材料)的研究和开发的需要,小平面相的组织受到越来越多的重视和关注。本文评述了小平面相的凝固与生长,给出了小平面相凝固中存在的条件、生长机制和分析方法,并简要提出小平面相凝固中尚需研究的问题和发展的方向。     

Effect of Directional Solidification Methods on the Cast Microstructure and Grain Orientation of Blade Shaped DZ125 Superalloy

对应用液态金属冷却(LMC)和高速凝固(HRS)方法制备的叶片状高温合金铸件的铸态组织进行了研究,以比较2种定向凝固方法的优缺点。分别对沿铸件凝固方向不同截面位置处的晶粒取向、一次枝晶间距和γ′ 相尺寸进行了分析。结果表明,对于HRS铸件的中部截面,枝晶的<001>方向偏离铸件轴向的最大角度在抽拉速率由40 μm/s提高至110 μm/s的过程中不断减小。在70 μm/s的抽拉速度下,LMC铸件中部截面处的中心区域内晶粒的最大偏离角度要大于HRS铸件的相应位置处的偏离角,但是晶粒的整体取向却呈现较HRS铸件更集中的趋势。铸件顶部截面处的枝晶组织比中部截面处要粗大,这种现象在HRS铸件中更严重。γ′ 相尺寸在铸件由叶身位置凝固至平台位置的过程中不断粗化。但当抽拉速率高于70 μm/s时,叶身位置和平台位置之间γ′ 相尺寸之间的差异在LMC铸件中更小     

DD6单晶高温合金氧化物夹杂形成的热力学计算及分析

采用Thermo-calc热力学计算软件以及JMatPro分析软件对DD6镍基单晶高温合金真空感应熔炼过程中氧化物夹杂形成的热力学条件进行了计算分析。结果表明:DD6单晶高温合金熔化和凝固过程中形成的氧化物夹杂主要为Al2O3。热力学平衡状态下,熔化阶段和凝固阶段合金液中氧的活度分别在(3.21～14.0)×10-7,(1.63～4.89)×10-8范围内。在真空度为0.1Pa时,采用CaO坩埚熔炼DD6合金将会造成熔体增氧和Al2O3夹杂的产生。为了使Al2O3夹杂含量降低至10×10-6以下,合金化开始前应将氧的含量控制在4.709×10-6以内。     

DD6单晶高温合金氧化物夹杂形成的热力学计算及分析EI北大核心CSCD

采用Thermo-calc热力学计算软件以及JMatPro分析软件对DD6镍基单晶高温合金真空感应熔炼过程中氧化物夹杂形成的热力学条件进行了计算分析。结果表明:DD6单晶高温合金熔化和凝固过程中形成的氧化物夹杂主要为Al2O3。热力学平衡状态下,熔化阶段和凝固阶段合金液中氧的活度分别在(3.21～14.0)×10-7,(1.63～4.89)×10-8范围内。在真空度为0.1Pa时,采用CaO坩埚熔炼DD6合金将会造成熔体增氧和Al2O3夹杂的产生。为了使Al2O3夹杂含量降低至10×10-6以下,合金化开始前应将氧的含量控制在4.709×10-6以内。     

钛合金铸件精密成形理论与技术研究进展

由于航空、航天用零部件对材料比强度有很高的要求,因此钛合金作为一种高比强合金在航空、航天领域的应用越来越多,而且这类零部件常采用薄壁复杂结构。若采用水冷坩埚方式熔炼钛合金,会导致钛合金熔体流动性差,因此,离心铸造方法已成为钛合金薄壁复杂铸件精密成形的主要方法。介绍了离心场下钛合金铸件精密铸造成形理论及技术的发展过程,在此基础上总结了离心场下钛合金熔体的充型、凝固行为及铸件缺陷形成规律,提出了立式离心铸造技术改进方案,并对未来离心场下成型理论与技术的发展提出了展望。     

液态置氢对TC21合金组织及硬度的影响

在热氢处理(THP)的基础上提出了液态置氢的方法,即合金在含氢气的气氛下进行熔炼,部分氢被合金吸收,并在凝固后保留在合金的内部。由于氢在液态合金中的扩散系数较大,因此液态置氢的速度较快。本研究基于Sievert’t定律推导出了液态置氢时,TC21合金中的氢含量与环境中的氢分压的关系。发现氢细化了TC21合金的晶粒,并且细化作用随着氢含量的增加而增强,随着氢含量的进一步增加,TC21合金中出现了α"相和孪晶结构。合金的显微硬度随氢含量的增加而降低。     

耐热不锈钢真空双频电磁约束成形

研究了真空下耐热不锈钢的双频电磁约束成形过程,建立了真空下电磁约束成形的双感应器-熔体-屏蔽罩耦合系统.结果表明:双频电磁成形中,两感应器间距增至25mm时,预热感应器基本不影响成形感应器中的磁场分布,但能独立调整熔体的温度分布,调节电磁成形系统的有效热力比.屏蔽罩与成形感应器配置合适时,有效地调节成形感应器内磁场分布,使加热区域上移,熔体的下固/液界面升高,达到电磁压力有效作用范围内,有利于过程的耦合;同时也避免对冷却介质过分加热,改善了冷却条件.合理的有效热力比仅是保证成形耦合的必要条件;更充分的条件是,产生最大静压力的液/固界面必须刚好在最大电磁压力的作用点上.最后采用双频电磁约束成形方法获得了表面质量较好的、组织定向的大宽厚比耐热不锈钢板状件.     

TBa2Cu3O7能隙及低温物性的第一原理计算

采用密度泛函理论(DFT)中的BLYP和ROBLYP交换.相关泛函,基于YBa2Cu3O7单晶胞即39个原子组成的团簇模型,计算了其能隙、磁化系数、电子比热及比热系数随温度的变化关系,并分析了在不同温度下其最高占据态的分子轨道图.结果表明,YBa2Cu3O7存在3个特征温度Tc、T*和T0,在正常态存在赝能隙,并且其超导能隙和赝能隙均具有d波对称性.     

Interfacial characteristics and dynamic mechanical properties of Wf/Zr-based metallic glass matrix composites

Tungsten fiber reinforced Zr41.25Ti13.75Cu12.5Ni10Be22.5 metallic glass matrix composites were fabricated by means of melt infiltration casting. Their dynamic compressive tests were performed using a Hopkinson bar. The relationship between the interfacial characteristics and the dynamic compressive behavior was investigated. The results indicate that the interface characteristics of composites include interfacial diffusion and interfacial reaction, and the interfacial shear strength increases when the interfacial reaction is serious. The dynamic plastic performance are improved obviously if the suitable interface reaction occurs. The failure occurs by shear and the fibers split longitudinally if there is no interface reaction or a little reaction; in contrast, holistic failure occurs if there is too much interface reaction.     

Ti/ZrO2和TiAl/ZrO2反应的差热分析

借助SEM和差热分析研究Ti-ZrO2（CaO）和TiAl-ZrO2（CaO）体系在不同加热速率时的界面显微组织和反应温度,并利用Kissinger方程对反应动力学参数进行计算。结果表明：随着加热速率的提高,Ti-ZrO2（CaO）和T认1．ZrO2（CaO）体系的化学反应逐渐减弱,初始反应温度逐渐升高;Al元素的加入使Ti和ZrO22（CaO）的初始反应温度提高近170℃,从而弱化Ti与ZrO2（CaO）的界面反应;Ti-ZrO2（CaO）体系和TiAl-ZrO2（CaO）体系反应活化能分别为l348kJ／mol和l675kJ／mol,反应级数分别为1．51和1．59。