1050～1100℃大气下等温锻造用模具材料DM02合金研究

扫描电镜和能谱技术研究结果表明,DM02合金的组成相为γ相、γ′相、MC碳化物和M6C碳化物,合金中的Hf能减少大块尺寸的M6C碳化物,从而提高合金的强度和塑性.按照模具材料的使用要求,研究了DM02合金的高温拉伸、压缩、持久、冷热疲劳及抗氧化性能.结果表明,DM02的1050℃拉伸屈服强度为485MPa,1050℃压缩屈服强度达700MPa,1100℃持久性能比K21合金高约40%,1050℃冷热疲劳性能明显优于K21合金,1050℃/100h静态抗氧化性能达到完全抗氧化级,是适合于1050～1100℃大气下使用的模具材料,其使用温度比国内目前使用温度最高的模具材料K21合金高约50℃.     

电磁冷坩埚定向凝固Nb-Si基多元合金微观组织

用电磁冷坩埚定向凝固制备了Nb-24Ti-12Si-4Cr-4Al-2Hf(at%)合金。X射线衍射分析(XRD)表明初始生长区和稳态生长区内的物相均为Nbss,β-Nb5Si3和γ-Nb5Si3。通过透射电镜明场像(BFI)和选区电子衍射斑点分析(SADP)确定呈六边形小平面相的硅化物是γ-Nb5Si3,条状或片状形态的硅化物是β-Nb5Si3。扫描电子显微镜照片(BEI)表明:初始生长区和稳态生长区内的组织均由初生的Nbss和Nbss/Nb5Si3共晶组成,其中共晶分为Nbss/β-Nb5Si3和Nbss/γ-Nb5Si3;初始生长区的横截面组织存在2种形态的胞状共晶;稳态生长区的横截面组织存在3种形态的胞状共晶;与初始生长区内的组织相比,稳态生长区内的组织较为细小且分布均匀;γ-Nb5Si3的生长在稳态生长区内受到抑制。     

铝含量对Ni_3Al基合金IC6E微观组织和力学性能的影响EI

为了确定Ni3Al基合金IC6E中最佳的铝含量,在成分为Ni-14.0Mo-7.2Al-0.025B(质量分数/%,下同)的母合金中,分别加入了四种不同含量的铝(0%,0.4%,0.6%,0.8%),测定了这些合金的室温拉伸和1050℃/90MPa高温持久性能,并采用扫描电镜分析了这些合金的微观组织。综合考虑这些合金的微观组织以及力学性能,确定了在IC6E合金中最佳的铝含量为7.8%。     

950℃长期时效对Ni3Al基合金IC6的组织及力学性能的影响

利用扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、透射电镜（TEM）等分析手段研究了IC6合金950℃长期时效500，1000，1500，2000h后的显微组织和力学性能。结果表明，在950℃时效10h后，γ相已发生转变，析出了细小的棒状Y－NiMo相；时效50h后，析出了针状Y－NiMo相，时效1000h前，Y－NiMo相的数量和尺寸随时效时间延长而显著增加；继续时效至1500h，Y－NiMo相的数量和尺寸均没有明显变化；时效2000h后，Y－NiMo相数量减少。合金中的硼化物在时效过程中没有变化。高温时效500h后，IC6合金的室温屈服强度和延伸率明显下降。但继续时效却几乎保持不变。室温抗拉强度在时效前后没有明显变化。合金的1100℃，90MPa高温持久寿命在时效1000h前随时效时间延长而降低；时效2000h后，由于Y－NiMo相向γ相转变而使持久寿命明显提高。     

Ni3Al基合金IC6及MCrAlY包覆涂层的抗腐蚀性能

采用离子电弧镀的方法在Ni3Al基合金IC6上涂覆了NiCrAlY，NiCoCrAlY及NiCoCrAlYHf3种MCrAlX涂层，测试了IC6合金及其涂层900℃时的抗热腐蚀性能。利用电子探针、SEM、X射线等手段观察了腐蚀试样的微观结构，分析了腐蚀产物的组成，探讨了IC6合金及其涂层的腐蚀机理。结果表明：3种涂层均使IC6合金的抗热腐蚀性能有明显改善，NiCoCrAlYHf涂层的效果最为显著，表面氧化膜的酸性溶解是造成热腐蚀的主要原因。     

强脉冲离子束辐照混合陶瓷/NiCoCrAlY热障涂层研究

为提高高温合金的工作温度,一般在其表面涂覆由粘结过渡层和陶瓷隔热层构成的热障层.热障层的热稳定性决定了高温合金部件的寿命.为延长由部分稳定的ZrO2/NiCoCrAIY合金构成的热障层的服役寿命,采用强脉冲离子束对它们的界面进行辐照处理.本工作研究了不同参数的强脉冲离子束(IPIB)对不同厚度结构的靶的辐照混合效应,通过一系列分析测试研究,发现合适参数的IPIB辐照能够有效地在界面形成混合层,从而改善热障层在高温氧化环境中的高温耐久性.其中采用峰值能量300 keV,脉冲宽度65 ns,峰值流强密度250 A/cm2的IPIB单脉冲辐照后的样品获得最好效果.对其原因做了分析,认为在界面处形成特定元素分布的混合层在高温氧化条件下既能形成完整的保护层,又改善了层间晶格和热胀系数失配,减小了失配热应力,从而提高了热障层在高温氧化条件下的稳定性.