俄罗斯ВКНА系列Ni_3Al基合金的发展和应用

主要介绍了俄罗斯全俄航空材料研究院（ВИАМ）研究的铸造金属间化合物Ｎｉ３Ａｌ基合金系列，即ВКНА系列合金的性能、强化机理，在俄罗斯的应用情况以及Ｎｉ３Ａｌ基合金未来的发展趋势。     

俄罗斯BKHA系列Ni3Al基合金的发展和应用

主要介绍了俄罗斯全俄航空材料研究院（ＢИＡＭ）研究的铸造金属间化合物Ｎｉ３Ａｌ基合金系列，即ＢＫＨＡ系列合金的性能、强化机理，在俄罗斯的应用情况以及Ｎｉ３Ａｌ基合金未来的发展趋势。     

NiAl基金属间化合物多晶和单晶合金的力学性能研究

研究了Ｎｉ５０Ａｌ３０Ｆｅ２０金属间化合物合金多晶和单晶室温下拉伸，Ｎｉ５０Ａｌ３０Ｆｅ２０和Ｎｉ５０Ａｌ４０Ｔｉ１０金属间化合物合金多晶和单晶在室温和高温下的压缩性能，以及表面镀镍处理对Ｎｉ５０Ａｌ４０Ｔｉ１０性能的影响。     

反应铸造TiC／NiAl（Fe）复合材料的力学行为和强化机理研究

研究了反应铸造ＴｉＣ／ＮｉＡｌ（Ｆｅ）复合材料压缩、拉伸性能和强韧化机制。ＮｉＡｌ（Ｆｅ）合金的室温拉伸延伸率达１１％。含２０％ＴｉＣ颗粒的ＮｉＡｌ（Ｆｅ）基复合材料的室温拉伸率为２．５％。与多晶ＮｉＡｌ合金及其复合材料相比,２０％ＴｉＣ／ＮｉＡｌ（Ｆｅ）复合材料的室温拉伸延伸率明显提高。原位合成的ＴｉＣ增强颗粒在高温下具有明显的增强效果,含２０％ＴｉＣ增强颗粒复合材料的高温强度比基体合金高１００％。塑性的枝晶间区域的存在是ＮｉＡｌ（Ｆｅ）及其复合材料在室温塑性得以改善的主要机制。ＸＤ＋ＲＣ工艺导致的晶粒细化作用是ＮｉＡｌ（Ｆｅ）基复合材料的主要强化机制,位错强化和弥散强化对强度也有一定贡献。     

喷射沉积Ni3Al—Mo合金的位错结构分析

利用多功能雾化沉积装置制备了Ｎｉ－Ａｌ－Ｍｏ 系Ｎｉ３Ａｌ基高温合金。拉伸性能测试表明，喷射沉积Ｎｉ３Ａｌ－Ｍｏ 合金的屈服强度具有明显的“Ｒ”特性。利用ＴＥＭ 位错结构分析，阐明了合金微观结构与屈服强度之间的关系，研究结果表明，试验合金所具有的屈服强度随温度的变化规律主要是由不同温度下γ′及γ相内的位错缠结状况、位错对的形态及数量和六面体滑移系的开动程度决定的。     

溅射NiCrAlY涂层对Ti3Al金属间化合物氧化性能的影响

采用称重法研究了溅射ＮｉＣｒＡｌＹ涂层对Ｔｉ＿３Ａｌ金属间化合物在８５０～９５０℃空气中的氧化性能的影响。结果表明，Ｔｉ＿３Ａｌ的抗氧化性能较差。氧化时，其表面不能形成单一的Ａｌ＿２Ｏ＿３保护膜，氧化膜易剥落；溅射ＮｉＣｒＡｌＹ涂层能通过在涂层表面形成粘附性良好的富Ａｌ＿２Ｏ＿３氧化膜而显著改善Ｔｉ＿３Ａｌ的抗氧化性能。但在９５０℃时有少量合金基体中的Ｔｉ扩散到涂层表面形成ＴｉＯ＿２。同时涂层中的Ｎｉ的强烈向内扩散及基体中的Ｔｉ强烈地向外扩散导致沿涂层与合金基体间形成扩散带。     

NiAl金属间化合物铸造组织的研究

研究了Ｎｉ５１．８Ａｌ４８．２,Ｎｉ５０．７Ａｌ４９．２Ｚｒ０．１和Ｎｉ５１．７Ａｌ４８．１６Ｂ０．１４三种成分金属间化合物的多晶铸造组织,结果表明,ＮｉＡｌ由于热导性好,凝固迅速,获得的均为完全等轴晶组织,并且易形成疏松,铸造表面的Ｓｉ,Ｏ高含量层的厚度一般为２０μｍ三种金属间化合物的显微硬度按Ｎｉ５０．７Ａｌ４９．２Ｚｒ０．１,Ｎｉ５１．８Ａｌ４．２,Ｎｉ５１．７Ａｌ４８．１６Ｂ０．１４的顺序     

工业燃气涡轮用叶片合金

工业燃气涡轮用叶片合金美国Ｃａｎｎｏｎ－Ｍｕｓｋｅｇｏｎ公司专门为燃气涡轮研制出第二代定向凝固镍基铸造合金ＣＭ１８６ＬＣ，其成分为６３Ｎｉ，９Ｃｏ，８Ｗ，６Ａｌ，３Ｔａ，３Ｒｅ，１．４Ｈｆ，０．７Ｔｉ，用该合金可铸造冷却通道复杂、薄壁的带冠涡轮叶片及...     

喷射沉积Ni3Al基高温合金及其复合材料的显微组织和力学性能

利用喷射沉积技术成功地制备了Ｎｉ－Ａｌ－Ｍｏ系Ｎｉ３Ａｌ基高温合金及其复合材料盘坯，对其显微组织和力学性能进行了测试和分析，并对陶瓷粒子的复合机制进行了初步探讨。     

IC—6合金磁控溅射沉积NiCrAlX保护涂层结构特性研究

研究了ＩＣ６合金ＮｉＣｒＡｌＸ（Ｘ＝Ｙ或Ｙ＋Ｓｉ）涂层在１１００℃室温周期氧化过程中结构和成分的变化，讨论了结构、成分变化对涂层抗氧化性能的影响     

非晶态Al83Y10Ni7（at％）合金晶化动力学

应用ＤＳＣ技术研究了Ａｌ８３Ｙ１０Ｎｉ７（ａｔ％）非晶合金晶化动力学。在恒加热速率晶化曲线上，随升温率在１～４０Ｋ／ｍｉｎ范围变化，分别出现３～４个放热峰。利用Ｋｉｓｉｎｇｅｒ法，Ｏｚａｗａ法和Ａｒｈｅｎｉｕｓ法分别计算了晶化激活能，认为Ａｌ８３Ｙ１０Ｎｉ７非晶合金在Ａｌ－Ｙ－Ｎｉ系有较高的结构稳定性，晶化时第一个放热峰晶化相的等温晶化动力学在０．１５＜ｘ＜０．８５范围内符合Ｊ－Ｍ－Ａ方程，Ａｖｒａｍｉ指数ｎ＝２．５；引用阶段Ａｖｒａｍｉ指数和阶段激活能，研究了等温晶化过程中不同阶段的形核和长大行为     

NiAl合金基原位复合材料的反应热压法制备和拉伸性能

研究了反应热压技术（包括反应轴向热压（ＲＨＰ）和反应热等静压（ＲＨＩＰ）法）制备的Ｎｉ５０Ａｌ２０Ｆｅ３０（ＮｉＡｌ（Ｆｅ））基原位复合材料的微观组织和拉伸性能。结果表明,反应热压技术制备的ＮｉＡｌ（Ｆｅ）基复合材料中原位合成的ＴｉＣ颗粒细小,分布均匀、弥散,但复合材料不完全致密,孔隙的存在损害了其拉伸性能。二次加工工艺可提高ＮｉＡｌ（Ｆｅ）基原位复合材料的致密性和组织均匀性,从而显著改善其力学性能。     

MCrAlX包覆型高温防护涂层

新型ＭＣｒＡｌＸ包覆型涂层是国外７０年代发展的第三代高温防护涂层。以ＧＨ２２０合金为基材，采用磁控溅射沉积ＭＣｒＡｌＸ涂层，并通过对涂层的成分及其复合结构、梯度系统优选试验，获得了Ｎｉ－２０Ｃｏ－１８Ｃｒ－１２．５－０．６Ｙ－Ｓｉ－Ｈｆ／Ａｌ梯度涂层，该涂层的抗氧化性，抗腐蚀性、塑性与脆性得到合理统一，表现出优异的高温防护性能。     

定向凝固Ni3Al基合金IC6的工程化研究

本文介绍了定向凝固Ｎｉ３Ａｌ基合金ＩＣ６的性能特点及其在航空发动机涡轮导向叶片上的应用情况。三年的工程化试验和实际生产的结果表明，ＩＣ６合金已基本具备了工程化的条件，并拥有广阔的应用前景。     

不同状态NiCrAlY涂层组织结构的研究

对ＤＤ２镍基单晶材料表面上采用阴极电弧镀（ＡＰＤ）方法获得ＮｉＣｒＡｌＹ防护涂层的原始涂层、扩散处理涂层、塑变涂层以及塑变后时效处理涂层等的表面与内部的相结构进行了试验研究。结果表明，厚度约１３０μｍ的涂层中主要由Ｎｉ３Ａｌ基体（有序或无序）、简单立方ＮｉＡｌ和Ｃｒ三种物相构成，但不同状态的涂层由不同的相结构组成，且沿着涂层深度有着各自不同的分布；塑变使扩散处理析出的ＮｉＡｌ新相又发生回溶，而在高温（１１００℃）下对塑变涂层时效处理后，ＮｉＡｌ相又重新析出。     

电弧离子镀NiCrAlY涂层高温氧化行为

采用电弧离子镀技术在铸造镍基合金上沉积ＮｉＣｒＡｌＹ涂层，涂层均匀、致密与基体结合良好。测定了Ｋ１７合金和ＮｉＣｒＡｌＹ涂层在９００～１７００℃的氧化动力学曲线，试验结果表明： Ｋ１７合金和 ＮｉＣｒＡｌＹ涂层在不同温度静态空气中氧化动力学曲线基本符合抛物线规律。９００℃和１０００℃时，Ｋ１７合金上沉积ＮｉＣｒＡｌＹ涂层后，明显改善了合金的抗氧化性。１１００℃时，涂层的保护作用降低。随着氧化温度升高，涂层和基体之间元素扩散能力增强，Ｔｉ从基体扩散到涂层表面形成氧化物是导致涂层抗氧化性降低的原因之一。氧化膜从涂层上剥落下来，也导致了涂层抗氧化能力降低。     

Cr,Al含量对铸造TiAl基合金显微组织的影响

为寻找细晶组织的铸造ＴｉＡｌ基合金，在Ｔｉ－４４Ａｌ（ａｔ－％）和Ｔｉ－４８Ａｌ（ａｔ－％）两种Ａｌ含量的二元合金中添加了３Ｃｒ和６Ｃｒ（ａｔ－％）。结果表明，Ｃｒ对铸态α＿２＋γ合金的晶粒大小无明显的影响，但通过热处理可显著细化晶粒。对Ｔｉ－４４Ａｌ－３Ｃｒ和Ｔｉ－４８Ａｌ－３Ｃｒ合金分别采用１１５０℃、１６８ｈ和１２００℃、２４ｈ处理可取得最佳的细化晶粒效果，而且４８Ａｌ合金热处理后可更容易获得细晶组织。Ｃｒ促进有序富Ｃｒ相β＿２的形成，该相或者与片状α＿２相共生，或者分布于γ相的晶界，阻碍γ相长大。Ｃｒ在β＿２、γ＿２和γ相中的溶解度依次减少，它主要取代γ和α＿２相中的Ｔｉ，因而随着合金中Ｃｒ量增加，γ和α＿２相中的Ａｌ／Ｔｉ比增加。Ｃｒ还促使γ相内形成孪晶。     

反应合成NiAl（Fe）—TiB2复合材料及其微观组织

研究了Ｆｅ对ＸＤ工艺原位生成ＮｉＡｌ－ＴｉＢ２复合材料室温压缩性能的影响及其微观机制。加入２５ａｔ％Ｆｅ元素后,其室温压缩变形量可达２０％。分析透射电子显微术和高分辨透射电子显微术研究表明,ＮｉＡｌ（Ｆｅ）－ＴｉＢ２复合材料中,除β－Ｎｉ（Ａｌ,Ｆｅ）、γ′－（Ｎｉ,Ｆｅ）３Ａｌ相及ＴｉＢ２颗粒外,还生成了一种新的Ｆｅ（Ｎｉ,Ａｌ,Ｔｉ）相。和基体相比,该相有较高的Ｆｅ含量,分布于枝晶间,可提高材料的塑性。Ｆｅ（Ｎｉ,Ａｌ,Ｔｉ）相属面心立方结构,点阵常数为ａ＝１．０６８ｎｍ,它与基体和增强颗粒之间结合紧密,界面无反应产物。     

γ相的变形行为及其对Ni－Al－Fe－B合金形状记忆效应的影响

通过显微组织分析和宏观力学,研究了Ｎｉ－Ａｌ－Ｆｅ－Ｂ合金中γ相的变形行为及其对合金形状记忆效应（ＳＭＥ）的影响。结果表明：在低应力作用下,Ｎｉ－Ａｌ－Ｆｅ－Ｂ合金发生应力诱发马氏体相变时,有少量γ相以滑移方式参与协调变形,以至合金在较小的应变量下也得不到完全的ＳＭＥ。合金的形状记忆恢复率随应变量增加呈现阶段性衰减趋势。当应变量为４％时,形状记忆恢复率可达７５％。     

Sb的添加对TiAl基合金综合性能的影响

研究了Ｓｂ的添加对ＴｉＡｌ基合金室温和高温性能的影响。试验发现，Ｓｂ的添加能够使ＴｉＡｌ基合金室温力学性能得到显著的改善，抗高温氧化能力明显提高。同时，不降低合金的高温力学性能。ＴＥＭ观察发现，ＴｉＡｌ＋Ｓｂ合金可形成大量变形孪晶。在氧化性气氛中长期加热，ＴｉＡｌ＋Ｓｂ合金表层形成一层致密Ａｌ２Ｏ３膜。