Hf和Zr在高温材料中作用机理研究

在高温合金中,元素Hf和Zr可以促进γ γ′共晶、MC(2)碳化物、M2SC碳硫化物和Ni5M相的形成,改变草书状MC和M3B2成为块状并且通过净化晶界或枝晶间自由态的S来提高这些薄弱部位的结合强度,从而延迟裂纹的形成和扩展.Hf和Zr可提高铸造高温合金室温拉伸和中温持久的强度和塑性.Hf,Zr抑制次生碳化物M23C6和M6C的生成,从而提高了合金在高温长时热暴露时的显微组织稳定性.Hf,Zr降低合金的初熔温度,Ni5Hf和Ni5Zr相的初熔被认为是Hf,Zr影响初熔的主要原因.通过1150℃/8h的预处理,Ni5Hf以Ni5Hf γ(C)→MC(2) γ反应或者固溶两种方式被消除.元素Hf可以缩小枝晶间失去毛细管补缩能力和固相线之间的温度范围,还能降低枝晶间液池沟通所需的液体量.在凝固后期枝晶间的富Hf熔体具有很好的流动性、浸润性和趋肤效应,这些都是降低合金热裂倾向、提高合金可铸性和焊接性能的有利因素.具有高的化学活性的富Hf液膜容易在铸件表面形成Hf2O薄层.Hf和Zr是钎焊用中间层合金的降熔点元素.根据凝固过程中富Hf,Zr熔体的成分最终发展出Ni-18.6Co-4.5Cr-4.7W-25.6Hf和Ni-10Co-8Cr-4W-13Zr两种中间层合金,使单晶高温合金的无Si、B连接成为现实.还发展出了定向凝固片状Ni3Al/Ni7Hf2共晶合金,成分为Ni-5.8Al-32Hf和Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W.Ni-5.8Al-32Hf合金的最佳凝固条件为温度梯度G=250℃·cm-1和凝固生长速率R=5μm·s-1;Ni-4Al-26Hf-8Cr-4W,凝固条件为G=350℃·cm-1和R=1μm·s-1.     

Ni-24.19wt%Nb过共晶合金跃迁减速定向凝固下初生Ni_3Nb相的消失

对Ni-24.19%Nb过共晶合金在定向凝固速率10μm/s和跃迁减速定向凝固下的组织进行了研究,结果表明:凝固速率10μm/s下,合金中出现了初生Ni3Nb相的生长,并在凝固20mm后达到了准稳态,与最高界面生长温度假设的理论分析相一致.在从10μm/s跃迁减速到1μm/s过程中,界面上液相溶质的变化,造成了初生Ni3Nb相的含量先增加后减少,而初生相的消失,凝固组织变为全耦合生长的共晶组织,主要是由于初生相与共晶相相互竞争生长造成的.另外,初生相的消失也不是在同一个平面上均匀进行的,而是从试样的边缘向中心逐渐发展的.     

离心铸造过共晶Al—Si合金自生梯度功能材料的研究

在离心力场下过共晶Al-Si合金熔体中的初生硅发生向内周方向的偏移,改善了组织,并在凝固后形成倾斜分布,由此带来诸如硬度、耐磨性、热膨胀系数等性能的梯度变化,从而形成一定意义下的梯度功能材料。     

深过冷Ni-32.5%Sn共晶合金凝固过程中的再辉与组织形态

 采用高温过热法去除异质晶核,使15g液体Ni-32.5％Sn共晶合金过冷度达395K(0.28T_E),借助快速红外测温技术研究了再辉现象及其与过冷、晶体形核和长大、以及凝固组织的关系,并对再辉过程中的结晶分数进行了近似计算。     

Al2O3/YAG共晶自生复合陶瓷的激光熔凝实验研究

开展了Al2O3/YAG共晶自生复合陶瓷的激光熔凝制备技术的实验研究,研究结果表明(1)激光扫描速率与功率密度的匹配对激光熔凝实验起着决定性的作用.调整工艺参数,可以获得表面光滑、平整、致密的熔凝层,且无宏观孔隙及裂纹.随扫描速率的增大,熔凝层变薄;(2)激光熔凝Al2O3/YAG共晶自生复合陶瓷由Al2O3相和YAG相两相组成,具有典型的快凝层状共晶组织,共晶间距非常细小.     

提高铸造铝合金质量的技术途径和方法

根据国内外有关铸造铝合金熔炼技术的最新进展,以亚共晶铝硅合金为主要对象,就合金液的精炼、变质、细化处理等,论述提高铸造铝合金质量的技术途径和方法。     

金属-碳共晶点熔化温坪温度的确定

为了让ITS90温标能够更好地向高温方向传播,利用金属-碳共晶点作为传递标准,其测量结果的不确定度得到了很好的提高,因此,金属-碳共晶点熔化温坪温度的确定就显得尤为重要。本文从转折点熔化温度的定义出发,利用移动平均法,选取二阶差分曲线过零点的值作为熔化温坪温度。本方法避开了人为因素造成的B类不确定度,同时可以消除噪声带来的影响。     

硝酸酯增塑GAP粘合剂中CL-20/HMX共晶研究

采用悬浮液法以硝酸酯增塑端羟基叠氮聚醚(GAP)粘合剂为溶剂制备出了六硝基六氮杂异伍兹烷/奥克托今(CL-20/HMX)共晶,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高效液相色谱(HPLC)测试.采用分子动力学方法构建了共晶晶面-硝酸酯模型,计算了硝酸酯在共晶主要晶面上的结合能、扩散系数.结果表明,产物与...     

Al-Si合金几种变质剂变质作用差异的探讨

Al-Si合金中几种常用变质剂的变质效果明显不同。从不同角度对各种元素的变质作用机理进行了探讨,但对于这些元素在变质效果上的差异尚未得到完满的解释。作者前期的工作采用XPS和AES表面分析技术检测了Sr在Si相的特定晶面的吸附性。本文将运用同样的实验方法,分别对Na、RE、Sb等变质剂作相应的考察,并对这些变质剂变质作用的差异进行探讨。     

钛硅共晶合金的组织与性能研究

在氩气保护下，利用非自耗钨极水冷铜坩埚电弧熔炼法制备Ti-Si共晶合金，并研究其组织与性能。X射线衍射结果，室温下铸态Ti-Si合金的组织由α-Ti基体和金属间化合物TisSi3两相组成，具有非平衡凝固特征。Miedema理论计算说明，TisSi3相的生成热比高温下β-Ti的生成热更小，共晶反应时Ti3Si3相先析出。首次测得Ti-Si共晶系合金的压缩强度和塑性，分析断口特征发现，不同共晶类型的Ti-Si合金虽然都属于脆性断裂，但断裂机制不尽相同。