Ni3Al(Zr)合金的高温环境脆性

Ni3Al（Zr）合金在700-1050℃之间存在低塑性区，无论在空气还是在真空中，都表现出脆性的沿晶断裂，塑性很低。在拉伸过程中形成的致密氧化铝薄膜能够有效地阻止氧向基体中扩散，减少环境脆性，提高合金的高温塑性。活性元素Zr能够与氧原子相互作用，减少裂纹沿晶界扩展，改善合金的高温塑性。

正电子湮没技术测量冷却方式对Zr在Ni_3Al中扩散行为的影响

测量了在Ni3Al(Zr)合金经高温均匀化处理后,在空冷和水冷条件下的正电子寿命谱。结果表明,Ni3Al(Zr)合金经高温均匀化后,随即进行空冷时,随着Zr含量的增加,正电子在合金中的寿命谱特征参数降低,捕获率K降低。表明Zr原子扩散到晶界,并在晶界偏聚。而合金经高温均匀化后水冷时,合金的正电子寿命谱特征参数随着Zr含量的增加几乎没有变化。由于冷却速度较快,Zr原子来不及扩散到晶界上,而以固溶方式存在于Ni3Al基体中。

不同错配度下Zr对Ni-Ni_3Al体系中O占位行为的影响

Zr能增强Ni_3Al高温合金的延展性,同时能提高其抗氧化性,但是Zr在高温合金中的抗氧化机理仍未有定论。为此,使用第一原理计算方法,研究不同错配度下Zr对Ni-Ni_3Al合金体系中O占位行为的影响,探究Ni-Ni_3Al合金体系中Zr的抗氧化机制。结果表明:Zr的添加有利于提高O在Ni-Ni_3Al体系内的稳定性,但不影响O对富Ni和宽松区域的偏聚倾向;Ni相中Zr对O的稳定作用受错配度的影响不大,而Ni_3Al相中Zr对O的稳定作用受错配度影响,由有利变为有害,并导致O偏聚到Ni_3Al相中无Zr或富Ni的区域。

Influence of recrystallization and environment on tensile behavior of cold-rolled Ni_3Al(Zr) alloys

The effects of recrystallization and environment (vacuum versus air) on tensile properties of B-free Ni3Al (Zr) alloys were investigated. The results indicate that the incompletely recrystallized and stress-relieved specimens show the most desirable ductility and ultimate tensile strength, and that the recrystallization treatment promotes susceptibility to the test environment of the alloys. It is found that the amount of ductile fracture is reduced by air for completely recrystallized specimens. The Auger analyses show that Zr atoms do not segregate to the grain boundaries(GBs) for specimens heat-treated at 1 100 ℃, however Zr atoms segregate to the GBs for specimens heat-treated at 900 ℃. These results imply that Zr-doping cannot suppress environmental embrittlement.

Ni_3Al(Zr)合金的室温摩擦磨损性能

研究了Ni_3A1(Zr)合金的室温滑动磨损性能,结果表明:随着P^(1/2)·V值的增大,Ni_3A1(Zr)合金的磨损机制逐渐转变为氧化磨损机制,磨损率和摩擦系数逐渐降低,当P^(1/2)·V值达到22.7(N^(0.5)·m/s)时,磨损机制转变氧化磨损机制。Ni_3A1(Zr)合金良好的高温力学性能支撑了氧化物膜,对于形成较完整的氧化物膜具有重要作用,氧化物膜降低了Ni_3A1(Zr)合金的摩擦系数和磨损率。