Fe78B13Si9纳米晶合金的热性能研究

采用适当的热处理工艺将相同成分的Fe_(78)B_(13)Si_9非晶态合金条带晶化制备成纳米晶合金;测定并研究了纳米晶合金的微观结构(晶体结构及尺寸)和一些结构敏感性能(热膨胀、比热),同时,将其与同样成分的非晶态、大晶粒状态合金的性能进行比较分析,认为由于纳米晶合金特殊的微观结构(短程无序),使其在性能上表现出与通常材料有很大差异。     

高温结构金属间化合物及其强韧化机理

综述了自1988年以来中国科学院高温合金和金属间化合物研究组(郭建亭研究组)在高温结构金属间化合物NiAl及其合金、Ni3Al及其合金、FeAl和Fe3Al及其合金、TiAl合金以及金属间化合物环境脆性方面的主要研究成果:NiAl合金超塑性的发现及其机理研究;稀土元素改善NiAl合金的室温塑性和高温抗氧化性能;NiAl合金的韧脆转变行为及其机理;纳米晶NiAl合金及其复合材料的强韧化;内生颗粒增强NiAl基复合材料及强韧化机制;NiAl合金良好的耐高温摩擦磨损性能及自润滑机理的发现;NiAl中合金元素的作用与JJ-3合金的发展;在国际上首先发现适量Zr可韧化无硼Ni3Al合金;为使Ni3Al强韧化硼含量应加至溶解度附近;FeAl合金反常屈服峰的发现及其机理研究;微量Mg可明显改善FeAl和Fe3Al合金的室温塑性;TiAl-W-Si合金的组织、相转变和界面精细结构;金属间化合物的环境脆性实质是氢致脆性;在国际上首先用第一原理方法(DVM)研究了L12型CO3Ti的环境脆性.     

Fe_(78)B_(13)Si_9纳米晶合金中的 Hall-Petch 关系

采用晶化法由 Fe_(78)B_(13)Si_9非晶态合金条带制备纳米晶合金,测定了纳米晶合金的显微硬度。晶粒尺寸在纳米数量级时,Hall-Petch 关系仍然成立。FeBSi 纳米晶合金的硬度值约为相同成分的粗晶粒状态合金的2倍。位错作用机制仍为强度提高的主要因素。     

NiAI（Co）-TiC粉末的机械合金化原位制备纳米复合材料

用高能球磨机分别对四种成分的Ni50A150-x-Cox 10％(体积分数，下同)TiC(z：5，10，20)和Ni5。一AI。5一c。5 20％TiC粉末进行机械合金化，得到原位内生TiC弥散强化的NiAI(Co)纳米复合粉末。结果表明，球磨Ni50-Al45-cq-10％TiC粉末过程中，爆炸反应机制生成NiAl(Co)和TiC化合物，其中Ni～(Co)化合物晶粒仅为10nm左右，TiC晶粒为35～50n133．。但当TiC含量增加到20％时，其爆炸反应起始时间延后20min。同时随着Co含量增加，Ni50-Al40-Cox-10％TiC粉末的机械合金化的产物仍为NiAI(Co)和TiC，但NiAl(Co)化合物的生成机制转变为扩散反应机制。进一步增加co含量(20％，原子分数)则导致了7一Ni(Al，co，Ti，C)过饱和固溶体的形成，反应机制仍为互扩散反应。     

NiAl(Cr)系的机械合金化

利用高能球磨机对不同Ｃｒ含量的Ｎｉ５０－Ａｌ５０－ｘ－Ｃｒｘ（ｘ＝５,１０,１５,２０,２５）粉末进行机械合金化,采用ＸＲＤ,ＳＥＭ,ＴＥＭ和ＤＴＡ等手段系统研究了合金元素Ｃｒ替代Ａｌ后对ＮｉＡｌ机械合金化过程及产物的影响,结果表明,高能球磨显著扩大了Ｃｒ在β－ＮｉＡｌ中的固溶度,Ｃｒ含量的增加使反应机制发生变化,得到逐渐趋于无序的ＮｉＡｌ（Ｃｒ）化合物Ｎｉ５０Ａｌ５０－ｘＣｒｘ（ｘ＝５,１０,１     

NiAl(Co)-TiC纳米复合材料的制备及力学性能

将Ni,Ai,Co,Ti,C各元素，按Ni50Al45C05 10%TiC和Ni50Al45Co5 20%TiC名义成分配比混合，在高能球磨机内进行机械合金化（MA），纳米晶粉末经过热压（HP）和热等静压（HIP）处理，制备出晶粒大小为80－250nm原位内生TiC颗粒，晶粒为100－350nm NiAl(Co)基体的块体复合材料，其室温屈服强度达1394－1660MPa,具有12％－13％压缩形变，NiAl(Co)-20%TiC纳米晶复合材料，在700℃压缩形变至30％时，表面光滑没有裂纹，在1100℃下，高温屈服强度为136MPa，是铸态纯NiAl的4倍。     

化学计量比对NiAl-Mo(Nb)金属间化合物显微组织和力学性能的影响

Ni-30Al-8Mo-2Nb合金由NiAl、Mo和少量的Ni3Al相组成树枝晶.Ni-40Al-8Mo-2Nb合金由NiAl和Mo两相组成树枝晶.Ni-50Al-8Mo-2Nb合金由NiAl、Mo和少量NiAlNb(Laves)相组成不规则的树枝晶.在3种合金中,NiAlNb(Laves)相只存在于富Al的合金中.Ni-40Al-8Mo-2Nb合金的压缩屈服强度高于Ni-30Al-8Mo-2Nb合金的压缩屈服强度,而且在低温或高应变速率时强度差异更大.Ni-30Al-8Mo-2Nb和Ni-40Al-8Mo-2Nb合金的峰值应力的变化规律与压缩屈服强度的变化规律一致.透射电镜观察表明,Ni-40Al-8Mo-2Nb合金的高温变形行为受动态回复和动态再结晶所控制.     

非晶态合金条带晶化温度的表面效应

通过示差扫描热卡计ＤＳＣ７的热焓测量，在连续升温的条件下研究了１０种非晶态合金条带的两个表面对晶化温度的影响，研究发现：非晶态条带的晶化开始和晶化峰顶温度对于条带的自由面和由辊面是不相同的，其温度差值与非晶态条的表面状态有直接关系，条带的两上面均光亮．平整，温差很小，表面粗糙的条带，两个面的晶化温度差较大。     

非晶态合金复合带层间结合形貌

利用显微镜和红外热成象仪研究了非晶态合金复合带层间的结合形貌。结果表明,非晶态合金复合带层间产生了局部塑性流变,结合是牢固的。准确地测出了未结合区的百分数。     

镍—铝二层膜的界面反应

采用原位加热电镜观察法研究了Ｎｉ－Ａｌ膜固态反应。慢速加热下，反应以扩散机制进行，快速加热下，导致爆炸燃烧反应。