镍基合金中γ’相界面的强化设计

采用第一原理分子轨道离散变分Xα法,研究在镍基合金中加Ir合金化的作用,以及在镍基合金中存在B,C,N,H,O,P或S时对γ相和γ’相界面结合强度的影响.证明Ir合金化后,使γ相和γ’相的晶格错配度向负值变化,提高键重叠集居数和总键序.在镍基合金中存在的S,P,H,O,N,B或 C,对γ-Ni/γ＇-Ni2Al相界面结合力有明显影响,其中C,B和N显著增强两相的界面,相反S和P则减弱相界的结合.

微量元素磷在铁镍基变形高温合金中的作用

综述了磷对铁镍基变形合金的影响及机理。简述了磷的性质 ,来源及冶炼控制。介绍了磷的凝固偏析及对合金凝固过程的影响与机理。以微量元素对晶界能、晶界扩散和晶界结合力的影响机理为基础 ,比较并分析了磷对合金组织结构和力学性能的各种影响机制。

机械合金化制备亚稳材料

最近十几年来 ,机械合金化技术被广泛应用于制备和合成亚稳材料。这是一种通过固态反应生成具有亚稳结构和组织的新材料。在球磨过程中 ,原始粉末经受反复的破裂和冷焊 ,积聚大量的内部缺陷和储能 ,促使组织细化。实验中观察到突然的温升 ,非晶化 ,局部的熔化和亚稳相的形成。机械合金化也对力学性能产生很大影响 ,比较机械合金化技术和快淬技术制备同一种亚稳材料 ,发现在熔点降低 ,硬度和热稳定性等方面有差异。

镍基单晶高温合金的发展

概述了镍基单晶高温合金的发展历程,分析了其成分、相组成、热处理的特征和持久变形及强化机制,给出了其持久性能数据,并指出了发展趋势。

电子和原子层次材料行为的计算机模拟

先进的理论和计算技术以及结合计算机的威力，提供了在电子和原子层次上了解材料及其演化过程细节的可能性，具有无先例的准确性、使材料设计和性能预测成为可能本文首先慨括了理论计算方法的发展，扼要地介绍了能带结构计算、分子团簇计算、局域密度泛函理论、键序、原子间作用势、镶嵌原子势、N－体势、MonteCarlo法和分子动力学法、对分析技术、双体分布函数和键取向序等其次介绍了采用离散变分Xα方法和分子动力学计算方法获得的一些具体成果：如研究合金化改善Ni3Al塑性的电子结构机制；材料硬度的新计算方法；Co3Ti的环境脆性；S，P等对Ni／Ni3Al界面结合的影响；H，O，Mn和V对TiAl以及Nb对Ti3Al塑性的影响；合金元素在TiNi，TiAl和Ti3Al中的替代行为；抗热腐蚀镍基单晶合金的成分设计：实验条件很难实现的超高冷却速度和超高压下的相变行为；非晶形成的判据;Gibbs自由能等热力学参数的计算和金属填充碳纳米管的能力等。

微量元素对定向凝固IN738合金的影响(基础研究)

一、引言 定向凝固镍基高温合金在使用温度范围内具有良好的持久、蠕变强度及塑性性能,比一般的铸造高温合金具有更好的抗断裂性能。目前,高温合金的使用温度可达它们的绝对温标熔点的0.8倍。这似乎已达到已知高温合金可使用温度范围的顶点。 镍基高温合金的发展可大致分为两部分。第一阶段是1960年以前为迎合设计需要而发展起来一些合金。随后年代的第二阶段是工艺的改进,作为改善材料性能的主要贡献手段,例如,定向凝固及单晶技术、快速凝固、机械合金化等等。 在高温合金产品中,主要的问题是限制铸锭尺寸和显著降低机械性能的偏析问题,随着合金化程度的增加,这个问题变得日益严重。因此,寻找一种有效降低偏析的方法成为主要的目标。一些新的工艺方法如粉末冶金、快速凝固。

球磨和催化反应球磨制备的镁基复合贮氢材料及其性能

以ZrFe1.4Cr0.6或TiO2作为催化相,利用球磨和催化反应球磨的方法制备了Mg基复合贮氢材料,研究了其吸放氢动力学特征、循环性能和抗氧化性能。即使在较低的温度下,该复合材料也具有优良的动力学性能。利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析对该复合材料吸放氢前后的变化进行了表征。研究表明,覆盖在Mg颗粒表面的细小的ZrFe1.4Cr0.6或TiO2粒子起到快速通过的作用,球磨引入了大量缺陷,并使部分合金粉末进入Mg基体内部,这都提高了复合材料的吸放氢速率。

一种新的变形高温合金强化方法——磷硼微合金复合强化

阐述了磷、硼的微合金强化作用。磷、硼微合金强化可成倍提高变形合金的持久寿命 ,降低蠕变速率一个数量级以上。利用磷、硼微合金化技术可发展长寿命高温合金 ,提高IN718合金的使用温度 ,发展可在70 0℃长期使用并具有优良性能的涡轮盘合金。

单晶镍基高温合金的非平衡凝固

单晶高温合金具有优异的高温力学性能。本文着重介绍单晶高温合金的非平衡凝固方面的部分有趣的研究结果:包括固液界面的形态选择,从而提示如何合适控制定向凝固工艺参数;在大温度梯度下和在侧向约束条件下的定向凝固,首次发现存在一个无(γ+γ′)共晶区和TiC的上浮现象;在加快冷却速度时,还发现从未报导过的TiC的奇异形态以及其它一些亚稳相。

微量元素对定向凝固IN738合金的影响(DZ38G合金的发展)

一、引言 由于高温合金广泛地应用于燃汽轮机中,它必须具有好的高温强度,好的抗热腐蚀和氧化性能及合适的显微结构稳定性,以便在长期使用后保持较好的性能。早在1970年,中国就生产和研究了普通铸造IN738高温合金。此后,通过在IN738合金中严格控制偏析及合理增加Al+Ti含量研制出一种高温下具有更高强度的普通铸造M38G镍基高温合金。在这些研究工作的基础上,又研制了具有较好综合性能的新型定向凝固镍基高温合金DZ38G。 Zr、P、B在定向凝固IN738合金中对显微结构和持久性能的影响已在前面的文章中揭示和介绍。在严格控制这些微量元素到尽可能低的水平,特别是不含Zr和少于5ppm的P之后,非平衡共晶(γ+γ’)减少,偏析大量降低,因而提高了持久性能。这就意味着严格控制Zr、P、B含量可使显微结构均匀和稳定。

评介《嵌入原子方法理论及其在材料科学中的应用——原子尺度材料设计理论》

随着计算机计算能力的提高和计算技术的完善及与材料科学的相结合，计算材料科学得以建立并得到了长足的发展，对新材料的开发和材料性能的改善正在发挥重要的作用，成为当前材料科学最为活跃的前沿领域之一。

热障涂层的研究进展与发展趋势

热障涂层一般由金属粘结层和具有低热导率的陶瓷顶层组成,应用于涡轮发动机的热端部件可显著提高其使用温度,延长部件的使用寿命,提高发动机的效率。综述了热障涂层的成分选择、制备方法及等离子喷涂和电子束物理气相沉积2种热障涂层的典型结构,分析了热障涂层的剥落失效机理,并简单介绍了热障涂层的寿命预测模型和隔热特性的研究。

高温合金热障涂层的氧化和失效研究

评述了热障涂层发展的现状,研究了电子束物理气相沉积（EB-PVD）热障涂层的恒温氧化和循环氧化行为.结果表明:热障涂层1000℃氧化稳定后,基本遵循抛物线氧化规律.循环氧化过程中,微裂纹优先沿陶瓷层柱状晶界形成,并逐渐沿横向及纵向扩展.热障涂层热循环过程中产生的热应力、氧化物长大应力等引起金属氧化物（TGO）/粘结层分界面多处开裂,最终导致热障涂层失效于TGO中或TGO/粘结层的分界面.

钨丝增强ZrAlNiCuSi块体非晶复合材料及其塑性行为

采用渗流铸造法制备出了钨丝增强ZrAlNiCuSi块体非晶复合材料,在压缩条件下复合材料表现出弹性-完全塑性的应力-应变行为,和未复合的大块非晶相比,总应变量提高600％以上.非晶复合材料塑性提高的原因是钨丝阻碍了非晶基体剪切带的滑移,诱发多个剪切带的产生,同时滑移的面积增大的结果.复合材料的破坏方式与钨丝体积分数有关,在体积分数小于40％时一般为剪切破坏,大于60％时为纵向劈裂破坏,介于（40-60）％之间时,在钨丝与界面结合良好的情况下,趋于剪切破坏,否则为劈裂的破坏方式.

GH761变形高温合金的热变形行为

镍基GH761合金热模拟压缩实验表明,当变形温度T_d一定时,随应变速率(?)的降低,变形峰值应力σ_p和稳态流动开始应力σ_s及与它们对应的应变ε_p和ε_s均降低;当应变速率一定时,随T_d的升高,σ_p和σ_s以及ε_s均降低,但ε_p基本不变.细化原始晶粒可提高再结晶形核率,在此基础上降低变形温度和提高变形速率是细化最终晶粒的重要途径.当应变达到完全再结晶时,合金具有最均匀且细小的组织;超过这一应变值,晶粒开始长大.GH761合金的热变形本构方程为:(?)=6.5×10~6σ_P^(4.86)exp(-461×10~3/RT).

Al含量对GH4169镍基合金组织及其稳定性的影响

GH4169合金中当Al含量处于合金标准范围内(0.45%)时,其晶内强化相γ″和γ′分开析出,晶界主要析出相为δ相;当Al含量为1.24%以上时,合金晶内析出γ″/γ′"包覆组织",晶界δ相显著减少,而析出了大量的Laves相和少量的M_7C_3相及σ相.680℃,1000h长期时效后,高Al合金中"包覆组织"长大缓慢,但晶界相数量显著增加,尺寸明显长大,而且析出了α-Cr相.随Al含量增加,这种趋势更加明显.Al含量增加显著地降低合金的室温冲击韧性,680℃长期时效后,冲击值更低.

GH761合金的热变形行为与动态再结晶模型

采用Gleeble-3500热模拟试验机研究GH761合金在变形温度为900～1150℃,应变速率为0.1～30s-1条件下的热变形行为,建立了GH761合金在热态变形过程中的本构方程。采用Quantiment-500型自动图像分析仪定量测定试样中的动态再结晶晶粒尺寸和再结晶体积分数。根据实验结果,建立了GH761合金动态再结晶过程的物理模型,为科学设计和有效控制GH761合金的锻造工艺提供理论依据。

Cu含量对一种新型Al-Mg-Si合金晶间腐蚀的影响

采用浸泡腐蚀实验和电化学实验研究了Cu含量变化和热处理条件对一种新型舰载飞机用Al-Mg -Si合金的耐腐蚀性能的影响 .结果表明 ,添加Cu后 ,实验合金的腐蚀方式由点蚀转变为晶间腐蚀 ,且腐蚀程度随Cu含量的增加而严重 ;与欠时效和过时效状态相比 ,T6态对晶间腐蚀较敏感 ,与晶界析出相的连续分布有关 .电化学实验表明 ,所有实验合金均较快进入钝态 ;随Cu含量的增加 ,实验合金的自腐蚀电位向正向变化 ,腐蚀电流密度增加 ;随时效时间的延长 ,点蚀电位、晶间腐蚀的临界点位和自腐蚀电位逐渐向负向变化 .而点蚀电位和自腐蚀电位随时效时间呈抛物线变化 。

基于曲率驱动机制的晶粒生长元胞自动机模型

结合晶粒生长的统计分析理论和概率性转变规则,建立了基于曲率驱动机制的晶粒正常生长的二维元胞自动机模型.该模型的一个显著特点是晶粒生长速率和晶界曲率(1/RC-1/R)之间满足线性关系,而传统的元胞自动机模型则难以满足这种线性关系.模拟结果比较全面地反映了等温条件下晶粒正常生长的各种现象:平均晶粒面积与时间的关系,晶粒尺寸、晶粒边数的分布规律及其时间不变性,晶粒边数与尺寸的关系,以及晶粒生长速率与鼎粒尺寸和曲率的关系等.模拟结果与晶粒生长的动力学理论预测相符合.

大气等离子喷涂的YSZ纳米热障涂层的微观结构

采用YSZ(8％Y_2O_3-ZrO_2,质量分数)纳米粉末,经大气等离子喷涂(APS)方法制备得YSZ纳米热障涂层(TBC)。喷涂前的粉末颗粒直径为30—50nm,晶粒尺寸约12nm。对涂层的分析结果表明:YSZ纳米涂层平均晶粒尺寸在20—30nm,有个别粗晶直径达200—300nm。涂层由立方相c-ZrO_2和四方相t′-ZrO_2组成,t′相内存在畴结构。涂层内孔洞细小弥散,多呈闭合式,TEM下可见位错缠结和富层错的板条带结构。