Ta和Re对Ni/Ni_(3)Al相界面断裂强度和蠕变强度的影响

采用基于密度泛函理论和广义梯度近似的第一原理方法,探究Ta元素和Re元素在Ni/Ni_(3)Al相界面中的相互作用及其对界面强度的影响.计算表明:在绝大多数化学计量比范围内, Ta原子优先占据γ相中的顶点Ni位, Re原子优先占据γ'相中的Al位, Re原子和Ta原子共合金化时掺杂位置不发生改变.通过格里菲斯断裂功、不稳定堆垛层错能及空位迁移能的计算,得出Ta和Re合金化都可以增强界面的格里菲斯断裂能,提高界面的结合强度,两种合金化元素均提高了体系的不稳定堆垛层错能,即提高了界面阻碍位错运动的能力和抵抗变形的能力,其中Re的单独合金化效果更好.两种元素的掺杂提高了界面上空位迁移的势垒,阻碍了空位的发射和吸收,进而提高了合金的蠕变能力.

强磁场作用下Al-Ni合金中Al3Ni析出相的凝固行为

用金相显微镜和X射线衍射研究了强磁场条件下Al-8%Ni合金中非铁磁性的Al3Ni析出相的凝固行为,发现强磁场诱导Al3Ni晶粒以c轴平行磁场方向取向,并且晶粒的长轴与c轴垂直;取向的晶粒在垂直磁场方向上形成多个相互平行的Al3Ni聚合面,即形成规则的Al3Ni层状组织;在层状聚合面中随机分布着多个大的Al3Ni聚合体,聚合体内部的晶粒有序排列。

时效时间对Ni-W-Al-Ti高密度合金组织与性能的影响

基于面心立方结构及细小弥散相强化原理,设计了一种新型Ni-W-Al-Ti高密度合金(密度为10.8 g·cm^(-3)),将其在750℃下进行不同时间(0,8,16,24,32 h)的时效处理,研究了时效时间对合金显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:时效处理后,Ni-W-Al-Ti高密度合金中析出了长程有序的D1_(a)型Ni_(4)W和L1_(2)型Ni_(3)Al强化相,随着时效时间延长,Ni_(4)W相尺寸增大,形状由球状变为椭球状,Ni_(3)Al相数量增多;随着时效时间延长,合金的屈服强度先增加后趋于稳定,抗拉强度无明显变化,断后伸长率减小;当时效时间为24 h时,合金的屈服强度最大,为740 MPa,抗拉强度和断后伸长率适中,分别为886 MPa,9%,综合拉伸性能较佳。

Ni-Al合金中Ni_3Al相沉淀过程的微观相场模拟

基于微观相场动力学模型和微观弹性能理论,对Ni-Al合金中沉淀相Ni_3Al(γ′)形貌演化、早期沉淀机制和后期粗化过程进行了原子层面的计算机模拟．结果表明:沉淀过程中γ′相形貌由早期随机分布的圆形或不规则状逐渐向方形转变,其排列的取向性也越来越明显,最后形成周边圆滑的长方块状颗粒,沿[10]和[01]弹性“软”方向规则排列．弹性应变能作用下的粗化过程遵循优先选择的原则,位于弹性“软”方向上的颗粒不断长大和粗化,位于弹性“软”方向外的颗粒逐渐消失,沉淀后期在基体中形成高度择优取向的微观组织．低浓度Ni-Al合金中γ′相的早期沉淀机制为非经典形核长大机制,其演化序列为:过饱和固溶体→非化学计量比有序相→化学计量比平衡γ′相→长大．

Ni/Ni_3Al两相合金箔材的退火行为研究

研究了冷轧变形95%的Ni/Ni3Al两相合金箔材在经过100h退火后的再结晶过程以及织构和晶粒的微取向的变化。对其织构的测量未表现出如冷轧单相Ni3Al合金退火后所具有的织构记忆效应。EBSD(electron back-scattered diffraction)的测量结果显示退火后根据晶粒的取向可分为两个区域,一个区域的晶粒保持了与冷轧后试样的晶粒相同的取向,即其取向为(110),并且这一区域沿轧制方向呈带状分布,而另一个区域的晶粒的取向则为随机的。两个区域中(110)取向晶粒所占的百分比依次为57%和16%,并且在长时间退火后这种带状结构依然存在。冷轧变形95%的Ni/Ni3Al两相合金箔材在600～800℃之间退火时存在两种再结晶过程。一部分区域退火后生成大量的晶粒取向随机分布的再结晶晶粒,而在另一部分区域则其再结晶晶粒保持与冷轧织构相同的晶粒取向,并随着退火温度的升高而长大。

电子束辐照诱发的Al_2Ni_3相析出

实验室制备的Cu-11.2(wt)%Al-2.9(wt)%Ni合金试样经900℃24小时均匀化处理后,切成1～2mm厚的试片在氩气保护下加热到900℃保持30分钟并淬入冰盐水中,砂纸磨薄、再用离子减薄制成TEM试样。新鲜的试样区为片条状马氏体组织,具有9R长周期结构,片内观察到有序畴和大量层错,电子衍射谱呈现出明锐而清晰的单晶或孪晶斑点衍射花样。

Ni_2Al_3母合金相碱沥滤生成的镍晶粒成行排列的透射电镜观察

透射电镜观察到Ｎｉ２Ａｌ３合金相碱沥滤形成的镍晶粒沿着一定方向排列成行的现象,原位观察２ｍｉｎ后,镍晶粒排列成行的现象不再出现．

Ni-Al-V合金L1_2相间有序畴界面的微观相场模拟

利用微观相场动力学模型模拟Ni-Al-V合金沉淀过程中L1_2(Ni_3Al)相间有序畴界面,对界面结构及其界面处原子的行为进行了研究.结果表明:L1_2相间存在3种稳定的平移界面以及2种过渡界面;界面的迁移性与界面结构有关,一个L1_2相的(100)和另一个L1_2相的(200)对应且有两个Ni原子面的界面以及(100)和(100)对应且有两个Ni原子面的稳定界面可以迁移,迁移前后界面结构保持不变,迁移的过程中形成过渡界面;而(100)和(200)对应且有一个Ni原子面的稳定界面则不可迁移.合金元素在不同的界面处有不同的偏聚和贫化倾向,Al原子在所有界面处贫化,V原子在所有界面处偏聚,Ni原子在可迁移界面处贫化,而在不可迁移界面处偏聚,且各元素在不同的界面处偏聚以及贫化程度不同.

Ni诱导无压浸渗法制备不锈钢/Al_2O_3陶瓷复合材料

研究了一种Ni诱导无压浸渗法制备陶瓷基复合材料的方法:通过粉末冶金法制备出含Ni颗粒的Ni/Al2O3复相陶瓷预制体,真空状态下,在1600℃以不锈钢熔体无压浸渗该Ni/Al2O3预制体,获得了不锈钢浸渗增强的Al2O3陶瓷基复合材料。采用SEM观察了结合界面的微观形貌,用EDS分析了结合界面附近元素含量的变化,用XRD分析了界面反应产物,以抗拉试验测试了钢与复相陶瓷体的界面结合强度。结果表明,钢熔体可浸渗到陶瓷体内部并与Ni互溶形成新的Ni-Fe合金;不锈钢与复相陶瓷的结合界面存在界面反应;界面结合强度的最大值可达到67.5MPa。

ZA35-0.5Ni合金中的富镍相及合金电化学特性研究

为了确定ZA35-0.5Ni合金中析出相及其电化学特性,采用组织观察、XRD分析、极化曲线测定对ZA35-0.5Ni合金的富镍相进行了研究。结果表明:ZA35-0.5Ni合金中的富镍相为Ni3Al,在3.5%NaCl溶液中,α-Al最耐蚀,Ni3Al次之,η-Zn最差。ZA35-0.5Ni合金在NaCl溶液中发生电化学腐蚀的原因是晶内α-Al相和Ni3Al相作为阴极,而η-Zn相作为阳极,组成微电池,η-Zn相阳极溶解。

10Ni3MnCuAl（NAK80）高级面塑料模具钢试制

长钢三厂试制的10Ni3MnCuAl(NAK80)塑料模具钢预硬化材，化学成分和显微纯洁度达到日本实物水平，冲击韧性同日本料有一定差距，预硬化硬度38－41HRC，同截面硬度差值≤3HRC。

长钢三厂10Ni3 MnCuAl(NAK80)高级镜面塑料模具钢试制

长钢三厂试制的 1 0Ni3MnCuAl(NAK80 )塑料模具钢预硬化材 ,化学成分和显微纯洁度达到日本实物水平 ,冲击韧性同日本料有一定差距 ,预硬化硬度 38～ 4 1HRC ,同截面硬度差值≤ 3HRC。

超声熔体处理对Al-Zn-Ni-Mg合金组织的影响

为实现Al-Zn-Ni-Mg合金制备过程中的组织优化,对合金进行超声熔体处理,通过对合金显微组织的分析,研究了超声熔体处理对合金组织的作用规律和作用机制。结果表明:未经超声熔体处理时,合金组织中的α-Al相粗大且呈树枝状,α-Al相平均晶粒尺寸超过50μm;Al3Ni共晶相及晶界相T(Al,Zn,Mg,Cu)相非常粗大。经超声熔体处理后,α-Al相得到明显的细化、球化,平均晶粒尺寸在40μm左右;Al3Ni共晶相及晶界相T(Al,Zn,Mg,Cu)相明显细化。Al3Ni共晶相形貌由粗大鱼骨状转变为细小团聚网状;晶界相T(Al,Zn,Mg,Cu)相形貌由沿晶界连续分布的粗大块状转变为沿晶界非连续分布的细小块状。

Ni基超合金强化相的电子结构和层错能的计算

为了控制和调整合金中位错分解方式,最终达到控制蠕变机制和提高合金持久寿命的目的。应用实空间Recursion方法,计算了Ni3Al强化相中[111]层错的电子结构及加入微合金化元素Co的效应。建立了Ni3Al中沿[111]方向生长的晶体模型和产生层错后的晶体模型,给出了体元的电子态密度,费米能级和层错能。通过计算得到了以下结论:(1)在Ni3Al晶胞中Al对于总态密度的贡献在整个能量范围内较小,总态密度主要来自过渡金属Ni。(2)用Co原子代替Ni3Al中Al原子可以降低Ni3Al层错能。

强磁场下不同溶质含量过共晶Al-Ni合金凝固组织中Al_3Ni初生相的定向排列

在不同溶质元素含量的过共晶Al-Ni合金的凝固过程中施加均恒强磁场,研究了Al3Ni初生相的定向排列行为.结果发现,均恒磁场能够使Al3Ni初生相均匀分布.而且,在平行于磁场方向的截面上Al3Ni初生相沿垂直于磁场方向发生定向排列,呈相互平行的链条状组织.但是,Al3Ni初生相晶体取向和定向排列是不同的,当初生相发生晶体取向时,却不一定发生定向排列.当溶质元素含量增大时,发生定向排列的Al3Ni初生相的量会明显减少.分析认为,合金中Ni溶质元素含量越低,磁场强度对溶质浓度场的影响越显著,Al3Ni初生相的定向排列效果越好.

高强Al-Ni系铸造铝合金的挤压铸造及强化机制

为了开发新的高强铸造铝合金材料,分别采用3种铸造工艺,砂型铸造、金属型铸造和挤压铸造,制备了一种以Al-Ni共晶体系为基础的AlZn6Ni4Mg2Cu铸造铝合金材料。研究了Ni元素、热处理和铸造工艺对其微观组织、力学性能的影响规律,揭示了其强化机制。结果表明:4%(质量分数)的Ni在该铝合金中形成了大量的共晶组织(α-Al+Al_3Ni),同时改善其力学性能和铸造性能,起到了共晶强化的作用;固溶和时效热处理导致Al_3Ni相的球化和MgZn_2相的时效析出,提高了该铝合金的强度;相比砂型铸造和金属型铸造,挤压铸造时该铝合金的晶粒和Al3Ni相最细小,力学性能最佳,抗拉强度为586 MPa,断后伸长率为3.5%。由此得出:AlZn6Ni4Mg2Cu铸造铝合金的强化机制为η(MgZn_2)相的时效强化和Al_3Ni相的弥散强化,挤压铸造加T6热处理后,该铝合金的力学性能达到最佳值。