Si对Inconel 718合金中γ相影响的第一性原理研究

随着航空航天、能源化工等领域的快速发展,人们对高温合金的性能提出了更高的期望.Inconel 718(简称IN 718)是目前用量最大的镍基高温合金,目前国内外关于Si对IN 718合金组织与性能影响的研究,尤其是在微观尺度上的研究,还存在大量空白.本文从第一性原理计算出发研究了Si掺杂对IN 718合金中γ相的影响,计算了Si掺杂前后γ相的晶格常数、总能量、缺陷形成能、形成热、结合能、态密度和差分电荷密度,并进行了布居分析.同时利用等离子熔覆的方法制备了IN 718涂层以及Si质量分数为2%的IN 718涂层,并对其进行显微组织及相结构的分析.计算结果表明,Si的掺杂改变了体系内原子的交互作用,影响了原子之间的价电子数量、电荷密度分布及原子之间键合的强度,从而扩大了γ相的晶胞体积,同时降低了γ相的稳定性.实验结果表明,Si掺杂会使得IN 718合金涂层组织发生由柱状晶向等轴晶的转变,并降低IN 718合金中γ相的体积分数,同时,Si掺杂会加剧合金组织内Nb和Cr元素的偏析.

Al-Ag合金γ相周围无沉淀带形成的机理研究

运用固体经验电子理论(EET),对Al-Ag合金γ相的价电子结构以及γ相与基体的界面能进行了计算。结果表明,沉淀相与基体的界面处能量连续性较差,γ相的表面结合能高于基体的表面结合能,在界面处形成能量势阱。因此结合能大的γ相表面易吸附界面附近基体的Ag原子,引起γ相周围Ag原子的贫乏,出现γ相无沉淀带(PFZ)。

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％。

γ相Zn-Ni合金镀层结构及性能分析

采用电沉积方法从碱性镀液中制备γ相Zn-Ni合金镀层,应用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、电化学测量技术对Zn-Ni合金镀层的微观结构和耐蚀性能进行了研究。结果表明,Ni-Zn合金镀层的腐蚀性与其微结构密切相关。Zn-Ni合金镀层的晶型为γ相,合金镀层中镍和锌的质量分数分别为15.98%和84.02%;锌-镍合金镀层中原子堆积方式为正四面体形。在5%氯化钠溶液中,γ相Zn-Ni合金镀层与锌镀层的电化学测试结果表明,在0-10Hz低频率区,γ-相Zn-Ni合金镀层的交流阻抗谱的实部值为镀锌层的7.2倍;腐蚀电位比锌层增加了0.1279V,镀锌层的Jcorr是γ相Zn-Ni合金镀层的5.78倍。

铍青铜中β相与γ相的鉴别方法

对铍青铜带进行金相检验时,发现组织内有大量条带状蓝灰色相。仅从金相观察分析,有β相部分特征,但不能判定为β相。结合EBSD、能谱及透射电镜分析,最终确定该相为γ相。

冷速对含硅低碳钢高温δ→γ相变的影响

利用共聚焦激光扫描显微镜原位观察了含硅低碳钢(0.98%硅)在三种不同冷速(1,10,30℃·s^(-1))下高温铁素体(δ)→奥氏体(γ)相变的过程,分析了冷速对该相变的影响。结果表明:随冷速的增加,过冷度增大,相变点下降;在慢冷速下,新相γ仅在δ晶界处形核,而在晶粒内部没有发现形核;在快冷速下,新相在晶界和晶粒内部形核,并且在晶粒内部形核需要更大的过冷度;新相γ在长大过程中是γ晶界以平面状迁移的方式"蚕食"δ母相。随冷速增加,晶界迁移速度增大。

WC-Co硬质合金的γ相成分

依据ＷＣ－Ｃｏ硬质合金各相含量间的关系，推求出两相（ＷＣ＋γ）合金中γ相成分极限和碳含量宽度。结果表明，对于两相ＷＣ－Ｗｏ合金，其γ相成分（钨和碳在γ相中的固溶度ＸＷ和ＸＣ）与合金钴配量和碳含量有关且存在关系：ｘｗ＝１３７９ｘｃ＋１．４７－３７．１ｘｃ，但其两相区上下限γ相成分与合金钴配量无关，分别为ｘｗ：０．０７５２和０．２３４，ｘｃ：０．００４９１和０．００２４８（Ｗｔ）：ＷＣ－Ｃｏ合金两相区上下限碳含量和γ相含量（ｗｔ．）与合金钴配量有关，其两相区的碳含量宽度与合金钴配量有正变关系。对上述结果进行了实验验证。

WC-Co硬质合金γ相相变

通过X射线衍射相分析和应力分析研究了WC Co硬质合金γ相 (钴基Co W C固溶体 )的相转变。WC Co硬质合金在烧结后至室温的冷却过程中γ相以扩散型机制为主进行fcc→hcp相变 ,其非扩散型的Ms 转变点在室温以上并接近室温 ,室温下烧结态合金中hcp含量很少。在Ms 点以下 ,凡引起合金中WC相与γ相间内应力变化 (加强或松驰 )的工艺因素均能导致合金γ相中hcpγ相比例的增加。

合金化热镀锌镀层组织Γ相的结构分析

为了研究合金化热镀锌镀层组织Γ相的结构,采用聚焦离子束(FIB)方法制备了合金化热镀锌无间隙原子(IF)钢板镀层横截面透射电镜(TEM)试样,应用TEM对其显微结构进行了观察和选区电子衍射分析,应用X射线能谱仪(EDX)测定了Γ相的化学成分,并介绍了FIB方法制备TEM试样的过程.结果表明,Γ相选区衍射花样中存在明显的超点阵衍射.证明Γ相是一种有序金属间化合物;计算机模拟电子衍射花样的结果给出了Γ相的原子占位.

Ti-47Al-2Mn-2Nb(at%)+0.8TiB_2(vol%)合金中的γ相层错分析

利用透射电镜研究了蠕变变形(650~750℃,250~350 MPa)Ti-47 Al-2Nb-2Mn(at%)+0.8TiB_2(vol%)合金的微观组织及变形机制。结果表明,该合金的微观组织由等轴状γ相和(γ+α_2)区域组成;在层片状γ中,观察到1/2<110]普通位错外,还发现了层错。与化学计量比TiAl化合物中的结果不同,该富Ti的TiAl合金中所观察到的{111}层错是由1/6[112]和1/6[121]位错在{111}面的运动产生的。基于对该合金中层错形成机制的认识,本文探讨了合金元素Mn和Nb等对TiAl基合金变形机制的影响。

U-Mo合金γ相稳定性研究

研究了U-Mo、U-Mo-X(X=Ti、V、Si)合金及U-Mo/Al、U-Mo-X/Al扩散偶界面层的γ相稳定性,探讨了合金元素和退火工艺对γ相稳定性的影响。结果表明:Mo含量越高,U-Mo合金的γ相稳定性就越高;U-6.5Mo-0.5Si合金的γ相稳定性较高,是因为U-Si混合焓较低,但加入Si易导致形成USix脆性相;而U-6.5Mo-0.5Ti和U-6.5Mo-0.5V合金的γ相稳定性较差,是因为Mo在Ti、V体系内具有较低的混合焓,易形成固溶体或金属间化合物,导致γ相贫Mo;随着退火温度从500℃升高至600℃,γ相发生共析分解,扩散层的γ相数量减少,α相增多,α相成为Al的快速扩散通道,促使形成UAl4、UMo2Al20和U6Mo4Al43等富Al相。

添加标样法测定WC-Co硬质合金γ相的组成

添加标样法测定ＷＣＣｏ硬质合金γ相的组成刘寿荣刘宜（天津硬质合金研究所，天津３００２２２）（山东大学）关键词：ＷＣＣｏ硬质合金γ相Ｘ射线衍射１前言鉴于工业钴粉和ＷＣＣｏ硬质合金的γ相（钴基ＣｏＷＣ固溶体）都是ｆｃｃ（β）型和ｈｃｐ（α）型两...

Ti─Al二元系α／γ相平衡

利用合金平衡处理与电子探针微区成分分析及定量金相分析技术测定了Ｔｉ－Ａｌ二元系α／γ相平衡成分，明确了（α＋γ）相区结构．结果表明，在１３００℃下不存在β与γ相的相平衡关系．该结论与ＭｃＣｕｌｏｕｇｈ等人利用高温Ｘ射线衍射的测定结果一致。

TiAlSi合金γ相内位错网的电子衍衬分析

γ－ＴｉＡｌ中所观察到的位错主要有（１／２）〈１１０］普通位错，（１／２）〈１１２］和［０１１］超点阵位错。Ｋａｄ等研究了ＴｉＡｌ合金层状组织层片界面的位错结构［１］，表明由于非１８０°旋转孪晶界面两侧晶体在界面处的非严格匹配而形成剪切边界，其中一类...

γ相对磁形状记忆合金Co-Ni-Ga马氏体相变和形状记忆效应的影响

利用扫描电镜、X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪和材料试验机等手段,研究不同热处理条件下γ相对Co44Ni26Ga30合金马氏体相变温度、力学性能和形状记忆效应的影响。结果表明:随热处理保温时间的延长,γ相析出增多,使得马氏体相变温度降低;γ相的引入显著改善合金的韧性,但损害了合金的形状记忆回复性能;通过适当的热机械训练可以大幅提高合金的形状记忆回复能力,最大形状回复率可达93%。

双相层片型TiAl基合金中γ相的形变孪生

应用ＴＥＭ分析研究了Ｔｉ－４８Ａｌ双相合金在不同温度经不同压缩量变形后的微观组织结构。试验结果及理论分析表明，层片型组织中γ相的形变孪生具有选择性，形变孪晶与γ基体层片界面的交线属＜１０１］类型；交线为＜１１０］类型的形变孪晶，不论室温、高温，压缩变形时都难以形成。

再结晶Mi_3Al基合金中弥散无序γ相的强化作用

通过控制化学成分和处理工艺，得到一种弥散无序γ相强化的Ｎｉ_３Ａｌ基合金。ＴＥＭ分析发现：弥散无序的γ相是在有序γ＇基体｛００１｝面上析出的，且与基体保持共格关系。在不同温度下对该合金进行拉伸试验发现：弥散γ相的强化作用，使Ｍ_３Ａｌ基合金拉伸屈服强度的峰值温度升高到８５０℃左右；与相同处理条件下成分相近的ＩＣ２１８合金相比较，该合金的高温屈服强度和拉伸强度以及峰值温度以下的形变硬化率都发生显著的提高。文中在ＳＥＭ下对拉伸试样的断口特征进行了分析，并对无序γ相的弥散强化机理进行了探讨。

双相TiAl基合金γ相中螺旋状普通位错的形成

利用自行开发的精确立体显微术研究了 80 0℃压缩变形 2 %的双相TiAl基合金γ相中普通位错的空间形态。研究结果表明 ,同一位错往往并不处于同一晶面 ,其中一些位错段靠近 (111)晶面 ,另一些则靠近 (112 )晶面 ,构成三维螺旋状曲线。普通位错形成这种螺旋状曲线是交滑移的结果 ,即原先在 (111)密排面滑移的螺位错的部分位错段交滑移到 (112 )非密排面。随着处于不同晶面的位错段的进一步滑移 ,靠近位错段交界处的位错线方向将发生变化 ,具有较大刃型分量的部分可通过攀移而偏离 (111)或 (112 )