铝-稀土金属间化合物形成焓的计算

详细分析了二元铝-稀土金属间化合物的形成焓的Miedema计算值和文献报道数据的误差分布。结果表明,计算值相比于文献中实验数据普遍呈现负偏差。为此,计算研究中需要针对铝-稀土元素重要的影响因子——稀土原子与铝原子的半径比来修正热力学计算模型。对铝-稀土金属间化合物的系列计算结果及其误差分析说明,修正的Miedema模型计算值更加接近实验值,误差由原来的36%缩小到目前的5%。并利用MTDATA热力学计算软件部分验算计算结果,证明依据新模型的热力学计算预测更加准确可靠。用新模型计算了常见的铝-稀土金属间化合物的形成焓,同时也计算了Al-Er,Al-Tb,Al-Gd等研究数据缺乏的铝-稀土金属间化合物的形成焓。

铝-镁金属间化合物涂层的制备与分析

采用铝/镁异质双丝电弧喷涂+热处理复合工艺在铸造铝合金表面制备了铝-镁金属间化合物防护涂层.通过金相显微镜、电子探针及XRD衍射仪对涂层的组织和相组成进行研究,分析了热处理工艺对涂层组织的影响.采用质量分数5%的NaCl溶液进行浸泡试验和电化学试验,对比分析了热处理前后涂层的耐腐蚀性能.结果表明,热处理可显著改变涂层内部Al,Mg元素的分布,涂层由明显的铝、镁交替片层状组织转变为连续分布的均匀组织,同时涂层内部生成铝-镁金属间化合物,该涂层具有低腐蚀电位和高耐蚀性的特点,可以对基体起到良好的保护作用.

ICP-AES测定钛铝系金属间化合物中钽、硅

采用ICP-AES法测定钛铝系金属间化合物中Ta、Si的含量,研究了基体元素和共存元素的干扰以及消除方法。在本方法的测定范围内(Si0.05%—1.00%、Ta0.10%—4.00%),钽、硅测量的相对标准偏差(n=8)小于6%。方法简便、快捷,结果准确。

离子注入Cr、Y、Nb对γ-TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

采用MEVVA离子源将Cr、Y、Nb离子分别注入γ -TiAl金属间化合物 ,注入能量 50—6 0keV ,注入剂量为 1× 10 17cm- 2 ,研究γ -TiAl在 10 0 0℃空气中的循环氧化行为。结果表明 ,Cr离子和Y离子注入对γ -TiAl的高温氧化性能均没有明显影响 ;Nb离子注入γ -TiAl,在氧化初期 ,抗氧化性能得到显著提高 ,但随着氧化过程的继续 (超过 10 0h) ,这种改善作用逐渐降低。实验发现 ,通过离子注入和基体合金化向γ -TiAl中加入相同元素 ,由于工艺过程的差异 ,对其高温氧化性能的影响不同。在长时间高温氧化 (10 0 0℃ )条件下 ,离子注入表面改性无法达到提高γ

无序化对有序铁铝金属间化合物磁性的影响

在平衡态时,化学计量比成份Fe3Al具有D03超结构,并表现出铁磁性,平均每个Fe原子的磁矩是1.7μB,而具有B2超结构的FeAl却是无磁的。利用快速凝固、冷加工处理、溅射和械合金化等非平衡加工技术可以使D03-Fe3Al和B2-FeAl等有序铁铝金属间化合物相无序化。本文利用固体与分子经验电子理论(EET)和Jaccarino-Walker模型对铁铝金属间化合物的磁性进行了计算,研究了无序化对Fe-Al有序相磁性的影响。结果表明:完全无序的Fe75Al25和Fe50Al50,每个Fe原子的平均磁矩分别是2.01μB、1.41μB,铁铝金属间化合物的磁性可以通过无序化提高。

热等静压对NiAl-Cr(Zr)金属间化合物合金显微组织和性能的影响

研究了铸造和经热等静压 (HIP)处理的 Ni Al- 33.5 Cr- 0 .5 Zr多相金属间化合物合金的显微组织和高温力学性能。结果表明 ,经 HIP处理后 ,共晶胞尺寸变化不大 ,但 α- Cr相变粗 ,变长 ;胞界上的 Ni2 Al Zr相转变为富 Zr相。HIP处理后 ,压缩屈服强度明显提高 ,在 12 73K,应变速率为 1.0 4× 10 - 3s- 1时 ,σ0 .2 增加约 5 0 % ;应变速率为 1.0 4× 10 - 4 s- 1 ,5× 10 - 5 s- 1 时 ,σ0 .2 增加约一倍。在 1373K时 ,σ0 .2 增加的幅度较小。低应变速率时 ,HIP处理后的压缩真应力 -真应变曲线也与铸态的显著不同。高温压缩变形很好地符合幂指数规律和温度补偿的幂指数规律。TEM观察表明 。

快速凝固Al-Ti-RE合金中金属间化合物相的研究

通过快速凝固技术，Al-Ti合金中添加稀土元素可以产生细小、弥散、均匀分布的金属间化合物相。由于这种化合物相具有优良的热稳定性，快速凝固的Al-Ti-RE合金可作为高温材料使用。使用透射电子显微镜(TEM)和其它检测手段研究表明这种金属间相是金刚石立方结构，晶格常数a=1.77736nm，空间群Fd3m。该相优先于其它化合物相从熔体重直接形成，孪晶在形核阶段起着重要作用，晶粒沿二十面体的每一个外表面呈辐射状生长的。

快速凝固Al-Ti-La合金中金属间化合物相的“孪晶形核”理论

快速凝固Al-Ti-La合金中金属间化合物相Al2 0 Ti2 La的形成是 :在快速凝固过程中形成孪晶 ,以孪晶为晶核从熔体中优先其他化合物相形成并生长 ,该化合物相细小、圆整、弥散、热稳定性好 ,极大的改善了快速凝固Al-Ti合金的热强性能 ,这种金属间化合物相的形成机制是“孪晶形核”

自蔓延高温合成法制备 Mo-Al 系金属间化合物

以单质Ｍｏ粉和Ａｌ粉通过自蔓延高温合成方法（ＳＨＳ）制取了金属间化合物Ｍｏ３Ａｌ８．采用Ｘ射线衍射、差热分析和扫描电镜等分析手段对其自蔓延高温合成的过程及产物的特征进行了研究．结果表明，Ｍｏ３Ａｌ８的合成反应为扩散控制的固－液反应，Ａｌ粉的熔化促使合成反应迅速发生；Ｍｏ－Ａｌ间自蔓延过程发生之前有一个孕育期．

镍—铝系金属间化合物的研究开发现状及应用前景

本文介绍了近年来在Ni—Al系金属间化合物的研究和发展工作方面所取得的进展,包括理论研究和合金设计两方面的成果,并讨论了这些合金的应用前景。

Al_3Ti基有序金属间化合物的无序化转变和非晶化

经5h的高能球磨，A175Ti25合金由铸态时的四方有序DO22结构转变为无序FCC过饱和固溶体；球磨60h后，仍保持FCC结构待态时具有立方有序L12结构的单相Al67Ti25Mn8合金，其结构随球磨时间的变化步骤为：有序FCC→无序FCC→FCC超微晶＋非晶→非晶．

Ti（AlMn）金属间化合物中的α_2－γ相界面的缺陷

在Ｔｉ（ＡｌＭｎ）中有两种不同层次的层状结构［１０］．ＨＲＥＭ观察分析表明在这两种不同层次的层状结构中α２－γ相界面互不相同．粗层次中的α２－γ相界面具有台阶特征并可以用Ｏ点阵理论来解释．在细层次中的α２，γ片层具有一定的弹性形变，因而α２－γ仅有少量的台阶位错．另外，在细层次的α２－γ－α２复合界面上，还发现层错桥连两个台阶位错的复合缺陷结构．

铝(4A60)-钢(08Al)复合带材界面化合物形成及结合性能

采用金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪，研究电站空冷用铝（4A60）？钢（08Al）复合带材在不同模拟钎焊工艺下界面化合物的生长特性。通过界面剥离实验，分析不同钎焊条件下复合带材结合性能的变化规律。结果表明：在钎焊保温时间20 min内，铝（4A60）？钢（08Al）复合带材生成界面金属间化合物（IMC）的临界温度范围为605~615℃，界面相主要成分为Fe 2 Al 5。界面金属间化合物厚度随保温时间的增长满足抛物线规律，在615℃时，生长常数k为0.69＆#215;10？12 m2/s。界面金属间化合物厚度在12μm以下时，复合带材仍保持良好的界面结合强度（大于45 MPa）。随着金属间化合物厚度继续增加，界面结合强度显著下降，当金属间化合物厚度为25~43μm时，结合强度降至10~20 MPa；当金属间化合物厚度为54~68μm时，界面结合强度只有5~10 MPa。

铝-钢异种金属脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊界面反应的热力学分析

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验.通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,结果表明脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法可以实现铝和铁异种金属材料的连接.采用SEM,EDS等测试手段观察和分析连接界面区的微观组织,在连接界面区形成Fe2Al5,FeAl3金属间化合物层.通过Thermo-Calc软件对Fe2Al5,FeAl3金属间化合物的吉布斯自由能进行计算,得出在高温Fe2Al5的吉布斯自由能比FeAl3的吉布斯自由能小,在低温FeAl3的吉布斯自由能比Fe2Al5的吉布斯自由能小,说明在焊接过程中Fe2Al5金属间化合物先生成,再在冷却过程中FeAl3金属间化合物生成或析出.

热处理温度对铝-铝-钢与铝-钛-钢爆炸复合板界面组织与性能的影响

为评价铝-铝-钢与铝-钛-钢两种爆炸复合板的可靠性,对比了不同热处理温度条件下铝-钢和铝-钛结合界面性能稳定性与组织演变。采用箱式电阻炉对铝-铝-钢和铝-钛-钢两种复合板进行250~550℃保温1 h的热处理,对热处理后的材料进行剪切性能和拉脱性能测试,并借助SEM和HRTEM等手段对界面反应相进行表征。结果表明,铝-钛-钢复合板具有更加优异的耐热稳定性,在热处理温度的影响下,界面性能损伤量更小,损伤速度更慢。铝-铝-钢在450℃以上出现连续层状金属间化合物,其类型为Fe_(2)Al_(5)和Fe_(4)Al_(13);铝-钛-钢在500℃开始出现不连续的Ti-Al金属间化合物,550℃形成连续层状产物,其类型为TiAl_(3)。相同热处理温度条件下,铝-钢界面反应产物厚度远大于铝-钛界面反应产物厚度。同时,对钢-铝和钛-铝界面反应相形成的热力学和动力学进行了分析,发现钛-铝界面比钢-铝界面的反应驱动力更小,扩散反应速率更慢,这可能是铝-钛界面具有更优异组织与性能稳定性的主要原因。

铝-镀锌钢板异种金属Pulsed DE-MIG熔钎焊方法研究

为精确控制焊接热输入,从而控制铝钢异种金属界面区金属间化合物生长,提出一种新型高效低热输入的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(Pulsed DE-MIG)方法,用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上利用平板堆焊实验对工艺参数进行优化.在焊丝总电流保持不变,不同的Pulsed DE-MIG焊接参数下焊接,结果表明随着旁路电流的增大,焊缝宽度显著变小,且焊缝堆高明显变高.采用OM、SEM、EDS等测试手段观察和分析连接界面区的微观组织,发现在连接界面区形成Fe2Al5、FeAl3金属间化合物层,且母材热输入大时,FeAl3析出得多,随着母材热输入的减小,FeAl3析出逐步减少直至FeAl3无析出.

镀锌钢板-铝异种金属焊接中Zn元素扩散研究

采用Pulsed DE-GMAW焊接方法,在镀锌钢板上进行ER5356焊丝平板堆焊试验,通过对钢-铝接头界面区的微观组织进行观察分析,确定了焊接接头中间界面区域有厚度约8~10μm的金属间化合物层,化合物层由两层组成,在靠近铝一侧,化合物向铝方向呈针片状生长;在靠近镀锌钢板一侧,化合物向钢板一侧以条状或舌状生长。通过建立Fe2Al5Zn0.4化合物形成过程模型,模拟了焊接时元素的扩散及化合物的形成过程,验证了Fe2Al5Zn0.4相的生成是Al、Fe、Zn元素扩散反应的结果。由此证明在铝和镀锌钢板异种金属焊接时有一部分Zn元素发生了扩散并没有完全挥发。

钢铝异种金属新型电弧连接法研究现状

介绍了3种连接钢铝异种接头的新型电弧熔焊-钎焊法,这些方法在钢一侧为钎焊,在铝一侧为熔焊,热输入低,熔池温度梯度高,冷却速度快,大大降低了钢铝接头中金属间化合物层的厚度,可以获得良好的接头性能。

铜／铝固-液复合研究

利用压力条件下固-液复合法,在不同的铝液浇注温度下制备铜/铝复合材料,并对复合界面的结合性能和组织结构进行了研究。结果表明:在铜板预热温度400℃、单位压力1 000 MPa等其他条件相同的前提下,铝液浇注温度720℃时制备出的铜/铝复合材料抗拉强度最大,约为40.07 MPa;冶金复合界面层内部又分为不同的内层,且随着浇注温度的升高,内层数增加;沿着铝基体到铜基体的方向界面层各内层相分别为α-Al+CuAl2、CuAl2、CuAl,且各内层厚度逐渐减薄;拉伸断裂易发生在含CuAl2的层。