Ti-Al-Cr体系高温BCC相扩散及原子移动性

针对钛及其合金的扩散研究有助于预测钛合金在热处理过程中的相组成及微观结构的演变。本文采用扩散偶法研究Ti-Al-Cr三元系BCC相中的扩散行为,制备的一系列扩散偶分别在1373 K和1473 K下退火8 h。通过EPMA获得成分-距离曲线,并使用ERFEX函数拟合。利用Whittle-Green和Hall方法获得互扩散系数和杂质扩散系数,发现在Ti-Al-Cr体系BCC相中Al原子的扩散明显比Cr原子快,同时Al原子的主扩散系数和杂质扩散系数均随Al和Cr浓度升高而增大,Cr则正好相反。使用实验测得的扩散系数评估原子移动性,建立Ti-Al-Cr体系BCC相的原子移动性数据库,通过DICTRA软件模拟得到的成分-距离曲线、扩散通道和主扩散系数的计算值与实验结果的对比吻合性较好,验证了数据库的准确性。

Al-Co-Er三元体系液相面投影图

在经济快速发展的今天,全球变暖和能源问题受到越来越多的重视。材料的轻量化、高性能化可以很好地节约资源、保护环境,促进资源的可持续发展。铝及铝合金是国防、国民经济各部门以及人们日常生活所需的重要材料,在航空航天和交通运输领域有重要应用,有关体系的相图研究能为设计高强度铝合金提供重要的基础数据,对该类材料的研发具有重要意义。本工作采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针(EPMA)等方法,对一系列Al-Co-Er铸态合金的凝固组织和相组成进行系统研究,共测得10个三元化合物相,建立了多条合金凝固通道;以此为基础,并结合文献中已报道的边际二元系相图绘制出Al-Co-Er三元体系的液相面投影图;推断出25个四相平衡反应,其中8个为三元共晶反应,17个为包共晶反应。