Nb-7Ta合金电子束真空熔炼中元素挥发动力学研究

研究了电子束熔炼Nb-7Ta合金时基体铌和杂质铁挥发过程的动力学特性。结果表明:在3 473 K时,基体铌和杂质铁挥发过程均是以单原子形式进行。铌在铌钽合金液相中扩散系数为5.78×10-7m/s,挥发反应的反应常数为1.29×10-5m/s;铁在铌钽合金液相中扩散系数为8.10×10-7m/s,挥发反应的反应常数为1.55×10-5m/s。基体铌和杂质铁挥发过程均受各自原子在液相中扩散控制。     

TB18钛合金晶粒长大动力学

通过TB18钛合金在不同温度和保温时间的条件下β晶粒尺寸的变化,研究了新型超高强TB18钛合金β晶粒的长大行为。结果表明,加热温度及保温时间对TB18钛合金β晶粒长大行为具有重要影响：β晶粒尺寸随加热温度及保温时间的增加而增加,且920 ℃为合金的粗化温度。通过Beck公式计算了晶粒长大参数,采用Arrhenius公式计算了晶粒长大激活能。TB18钛合金β晶粒长大指数n为0.13~0.26,β晶粒长大激活能为34.27~60.58 kJ/mol。     

Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金强化效应与机理研究

主要研究了Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金在形变条件、不饱和固溶条件、过饱和固溶条件下的强度变化规律,分析了不同时效条件下合金的硬度变化原理,获得了该合金的强化效应与组织状态的关系。并通过对断口形貌等分析,论述了不同相变及组织状态对合金强化的作用,揭示了Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金强化过程及其形成机理。     

立方孔拓扑结构对多孔钛力学性能的影响

采用钛网层叠烧结的方法制备出规则排列与错孔排列具备不同空间拓扑结构的多孔钛。采用扫描电镜观察多孔钛的微观结构,利用具有双差动位移传感器采集变形的Instron力学试验机测试样品压缩应力-应变曲线。通过压缩应力-应变曲线上弹性阶段中的曲线斜率求得其杨氏模量,以规定非比例压缩强度σ0.2为多孔材料的强度指标。经对比研究发现:2种不同的排列方式形成不同的空间拓扑结构。当方形孔错排时,弹性模量和屈服强度均呈现不同程度的下降,且弹性模量下降的幅度远远大于屈服强度下降的幅度。通过力学解析模型分析可知,挠度屈服和应力集中是力学性能下降的主要因素。     

Hydrogenation and Dehydrogenation Analysis for Nb47Ti Bars

利用RH600热导式氢分析仪对尺寸为Φ50 mm×40 mm的Nb47Ti合金试样在RX-460型工业电炉中做不同制度热处理后的氢含量变化进行了系统分析,对防止Nb47Ti合金热处理过程中吸氢现象提出了有效的解决措施。结果表明,Nb47Ti合金的吸氢现象主要发生在1200℃高温热处理的环节,在随后的950,930和900℃进行的热处理过程不会使Nb47Ti合金吸氢。Nb47Ti合金热加工过程中氢元素增加是由于在1200℃高温条件下加热炉内稀薄的含氢气氛和Nb及Ti元素物理化学性能比较活泼的综合作用造成的。6×10-2Pa条件下,800℃/3 h和800℃/6 h真空热处理制度使原始H含量为60μg/g的Nb47Ti合金的氢含量分别降低到21和29μg/g。     

钛合金电极块混料均匀性对铸锭成分的影响

采用数值模拟和实验结合的方法,通过MeltFlow VAR软件对铸锭成分进行模拟预测,并对不同混料方式下电极块的化学成分开展实测分析,研究不同原材料混料分布情况下铸锭经过3次真空自耗电弧熔炼后的成分分布。结果表明,从工程化制备角度考虑,钛合金原材料经混料压制成电极块后,其化学成分分布并非完全均匀。熔炼过程中电极沿纵向顺序熔化,一次锭的成分受电极块成分不均匀分布的影响明显,经过2次和3次熔炼后,成分差异逐渐减少。因此,采用名义配比设置电极成分边界,可用于工程化钛合金制备过程中铸锭成分均匀性的模拟预测。     

助焊剂和镶嵌温度对嵌入式NbTi超导线材表面及性能的影响

嵌入式NbTi超导线是将小铜超比的NbTi/Cu超导线材经过去油和助焊后,在高温锡液中嵌入U型铜槽中,从而获得大铜超比的NbTi/Cu超导线材。研究了超声波去油温度和乳化剂浓度对对超声波清洗后U型铜槽线表面质量的影响。研究表明,温度为50℃、乳化剂浓度为5%的去油溶液可有效去除U型铜槽线表面的油污和灰尘；进一步研究了不同浓度的前处理助焊剂“氯化亚锡+硝酸+异丙醇”对助焊后U型铜槽线表面状态的影响。研究表明,硝酸助焊后,表面粗糙度很差；氯化亚锡助焊后铜槽线表面粗糙度极低,无法进行热镀锡；而“300g/L氯化亚锡+15%硝酸+3%异丙醇”助焊清洗工艺配方的助焊效果最好。在优化出去油和助焊清洗工艺参数基础之上,采用不同锡液温度(360~500)℃进行镶嵌实验,并采用目测和扫描电镜来表征镶嵌线材表面质量。实验结果表明,锡液温度过低,线材表面镀锡不均匀,呈淡红色；锡液温度过高,线材表面易产生锡瘤；当锡液温度范围为(400~440)℃时,线材表面质量较好,无锡瘤、黑点、毛刺、露铜等表面缺陷,同时可以满足线材结合力和剩余电阻比的性能要求。     

铝含量对Monel合金组织与性能的影响

通过OM、SEM、失重法和电化学方法研究了含铝量对蒙乃尔（Monel）合金组织及性能的影响。结果表明：随着铝含量从2%逐渐增加到4%（质量分数,下同）,存在于枝晶间的离异γ′共晶相的面积比率逐渐增大;并且在不同的铝含量下,该含铝Monel合金在模拟海水中的腐蚀形式为点蚀,同时,随着铝含量的逐渐增加,该含铝Monel合金在模拟海水中的耐蚀性先增强后减弱。当铝含量为3%时,合金的耐蚀性达到本实验范围内的最佳。     

磁场强度对Ti-1023合金凝固组织和Fe偏析的影响

研究了工业化制备的超大规格Ti-1023合金铸锭在不同磁场强度下的纵向凝固组织和Fe元素成分分布,并对其影响进行了探讨。结果表明：当磁场强度为10Gs和30Gs时,铸锭组织主要由粗大柱状晶,竹节状的小柱状晶和等轴晶组成;当磁场搅拌强度为20Gs时,凝固组织转变为由底部粗大柱状晶和细小等轴晶组成。Ti-1023合金铸锭中Fe元素在不同磁场强度下遵循正偏析规律,沿铸锭长度方向Fe元素含量从底部到顶部逐渐增加,沿径向从边缘到中心逐渐增加。随着磁场强度从10Gs增加到30Gs,合金元素Fe的宏观偏析率先减小后增大。