AlSc15中间合金中Al_(3)Sc金属间化合物的电化学行为及对局部腐蚀的影响

将过共晶AlSc15合金加热至液态,以10℃/h速率冷却得到毫米级尺寸的Al_(3)Sc金属间化合物。利用微区电化学和扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)研究了Al_(3)Sc金属间化合物在不同pH值的0.1 mol/L NaCl溶液中的电化学特征及对局部腐蚀敏感性的影响。结果表明,Al_(3)Sc金属间化合物存在自钝化现象,且在碱性环境中有明显的维钝区域;随着pH值的增加,Al_(3)Sc腐蚀电位逐渐降低,在中性和碱性条件下的腐蚀速率明显低于酸性条件下的;Al_(3)Sc金属间化合物与周围铝基体之间的伏打电位差约为40 mV,在铝合金中可能作为较弱的局部阴极,对电偶腐蚀的影响不大。

金属间化合物Al_(3)Ti多晶型性质的DFT理论研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究方法,考察了在DO_(22)、DO_(23)、DO_(19)和L1_(2)四种晶体结构下,Al_(3)Ti金属间化合物的热力学稳定性和力学性能。计算结果表明,四种结构的Al_(3)Ti生成焓均为负值,表明四者在热力学上均可以稳定存在。其中,DO_(23)-Al_(3)Ti的生成焓最负,热力学稳定性最高,其后依次是DO_(22)、L1_(2)、DO_(19)三种结构。力学性能计算表明,DO_(23)结构具有最高的杨氏模量E和体模量B。根据体模量B和剪切模量G的比值B/G,可知四种结构的Al_(3)Ti均呈脆性。各向异性指数A^(U)的排序为DO_(22)>DO_(23)>L1_(2)>DO_(19)。

镀Ni层对MnCuAl合金/430SS钎焊接头中金属间化合物的影响研究

母材与钎缝界面处的金属间化合物会降低MnCuAl阻尼合金与430不锈钢钎焊接头的结合强度,进而降低焊接结构的使用性能。采用在430不锈钢表面电镀Ni层后再进行钎焊的方法对有害的金属间化合物进行抑制,同时探究不同厚度Ni层对接头组织、金属间化合物的影响规律和机理。结果表明,镀Ni层与基体界面处无明显缺陷,镀Ni层能够与430SS母材良好结合。对于钎焊接头,未镀Ni时,在430SS侧界面处分布着γ-(Fe,Mn)固溶体层,在两侧的反应层与钎缝中心区之间均存在连续分布的IMC,且伴随着钎剂残留;电镀8μm Ni层时,焊后镀Ni层完全溶解,在430SS侧界面处仍分布着γ-(Fe,Mn)固溶体层,但接头中金属间化合物消失,且只有极少数钎剂残留;镀层为20μm时,焊后在430SS侧有一层残余镀Ni层,未发现γ-(Fe,Mn)固溶体层,金属间化合物消失,且未见钎剂残留。分析认为,当镀层厚度分别为8μm、20μm时,Ni层分别是通过合金化作用、阻隔作用抑制了金属间化合物的生成。

Ni-Al系、Fe-Al系和Ti_3Al金属间化合物研究进展

简要介绍了金属间化合物的熔炼与铸造工艺。论述了Ni Al系 (包括NiAl和Ni3 Al)、Fe Al系 (包括Fe3 Al和FeAl)及Ti3 Al基金属间化合物高温结构材料的研究现状和发展动态 ,分析了上述合金存在的问题及解决办法 ,介绍了它们在不同领域的潜在应用。

Ni-20Al-30Fe金属间化合物合金超塑性的研究

研究了金属间化合物合金 Ｎｉ－２０Ａｌ－－３０Ｆｅ的超塑性行为及其机理结果表明，该合金的显微组织由 β相和 γ／γ’相组成；在 １０２──１２５３ Ｋ， １．６７×１０－４—３．３４×１０－３ Ｓ－１拉伸变形时，合金呈超塑性，最大伸长率可达 ４６９％． ＳＥＭ分析发现超塑性变形试样的断口呈韧性特征。

Fe的化学计量比对金属间化合物Ni_3Fe环境氢脆的影响

研究不同Fe化学计量比的无序态、有序态金属间化合物Ni3Fe合金在真空和氢气环境中拉伸的力学性能和断口形貌.结果表明,当Ni3Fe合金的成分偏离化学计量比时,合金的相组成不发生变化,但合金的力学性能和在氢气环境中的氢脆敏感性却随之发生变化.非化学计量的Ni3Fe合金在真空和氢气中的塑性增加,氢脆因子(IH2)降低.不同Fe化学计量比的有序态Ni3Fe合金氢脆敏感性的差异与合金的有序度有关,化学计量的Ni3Fe合金有序度最高,环境氢脆敏感性也最高;非化学计量的Ni3Fe合金有序度降低,环境氢脆敏感性也随之降低.

Co,Cr和Ni对Fe_3Al金属间化合物相平衡的影响

利用集团变分法,计算了 Fe-Al-Co,Fe-Al-Cr;Fe-Al-Ni三元合金700 K等温截面的 Fe3Al相区. 三个三元合金等温截面的计算结果显示,Fe-Al-Ni相图中的 Fe3Al相区最小,Fe—Al-Cr相图中的Fe3Al相区最大;根据等温截面的几何性质,可以将Co和 Ni看成是一类原子,而Cr原子属于另一类.利用 Monte Carlo方法分析了Co,Cr和Ni对Fe3Al金属间化合物原子组态的影响.从不同原子在不同亚点阵上的占位情况和原子组态图都可以看出,Cr原子倾向于占据β亚点阵;Co和 Ni原子倾向于占据α亚点阵,也有一部分Co和 Ni原子倾向于与Al原子形成B2结构晶粒,分布于DO3晶粒中,这将加剧晶体中缺陷的形成.从 Monte Carlo法得到的这些结果,也可以看出Co和Ni属于一类原子,而Cr属于另一类.

Fe_3Al金属间化合物的研究

本项目在Fe_3Al的加工工艺和用合金化改善Fe_3Al的性能上取得了重大进展。目前已形成了具有不同特性的Fe_3Al基合金的成分配方系列,以及可以制备各种Fe_3Al型材(棒、板、管等)和大型铸锭(件)和锻坯(件)的工艺路线及完整的工艺参数。运用本项目的技术制备的Fe_3Al材料具有优异的抗氧化、耐热腐蚀和冲蚀性能,并具有良好的综合力学性能。通过几个典型零件的应用研究,展示出Fe_3Al作为可用于苛刻环境下工作的抗高温冲蚀零部件材料和电加热材料的应用前景、为实现Fe_3Al材料的实用化打下了基础。

代位合金元素对Fe_3Al金属间化合物塑性与氧化行为的影响

研究了将Ｃｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｉ等合金元素分别加入当量成分的Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物后对其室温塑性、８００℃周期氧化性能、氧化物结构及Ａｌ元素由试样表面向内部的分布状态的影响．结果表明，只有Ｃｒ元素提高了ＤＯ３结构的Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物合金在真空中的室温拉伸延伸率，其他元素都不同程度地降低了合金的塑性。Ｃｒ提高室温塑性的主要原因不是由于Ｃｒ改变了合金的表面氧化动力学或改变了表面氧化物结构及表面状态，进而降低了环境敏感性的缘故。

热等静压烧结制备Ti/Al_(3)Ti金属间化合物层状复合材料的微观结构和性能

Ti/Al_(3)Ti金属间化合物层状复合材料因其本身具有高比弹性模量、低密度、高比强度、抗蠕变能力强、抗氧化能力强、耐高温等优异的性质,在航天精密零部件、装甲防弹、现代武器、汽车工业等领域广泛应用。利用热等静压烧结工艺制备了Ti/Al_(3)Ti金属间化合物层状复合材料,对复合材料的微观结构、显微硬度、压缩性能、拉伸性能进行了探究。结果表明:在保温700℃、压力为150 MPa条件下,烧结得到的复合材料无明显缺陷、界面结合良好;复合材料的硬度值呈周期性变化,Ti层在300 HV左右、Al_(3)Ti层在530—600 HV之间、中心线处在530—540 HV之间;Ti层的引入对复合材料整体韧性有所提升,在静态压缩测试中垂直于叠层方向的平均最大抗压强度为1185.1 MPa、平行于叠层方向为894.6 MPa,在静态拉伸测试中最大抗拉强度为281.7 MPa。说明,采用热等静压烧结工艺制备的Ti/Al_(3)Ti金属间化合物层状复合材料具有优异的力学性能。

Fe_3Al金属间化合物及其复合涂层的组织结构与性能

以Fe3Al金属间化合物粉末与WC混合粉末作为喷涂材料,采用热喷涂的方法在Q235钢基体上制备出复合涂层。对涂层组织与性能进行了分析。结果表明:该类涂层组织致密,硬度较高,具有良好的耐磨性能。

Ni_3Al金属间化合物自蔓延高温合成中的显微组织演变

为了研究用Ni粉和Al粉自蔓延高温合成(SHS)Ni3Al过程中的显微组织演变,用燃烧波淬熄法使蔓延的燃烧波自行熄灭,用扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)观察和分析了淬熄试样中的显微组织,测试了燃烧温度,并用X射线衍射(XRD)分析了合成产物的相组成。结果表明,合成反应开始于Al的熔化,从而使Ni粉粒开始部分溶解,Ni与Al原子间的互扩散导致Ni3Al反应扩散层在未溶解的Ni粉粒表面形成并逐渐增厚。该反应具有不完全性,可能是实验中使用了较粗的Ni粉和Al粉的缘故。

Fe_3Al金属间化合物的高温抗氧化性能

当温度超过1000℃时、二元Fe3Al的抗氧化性能随温度上升而急剧下降对1200℃氧化试样的SEM分析发现试样表面存在晶须状氧化物，氧化层与基体的界面上有大量的孔洞微量的Ce加入Fe3Al可显著地改善合金的抗氧化性能.在1200℃长时间氧化后，含C3的Fe3Al试样表面平整致密，且无氧化物剥落，其抗氧化性能比不含Ce的合金提高了一个数量级关键词##4Fe_3Al;;金属间化合物;;氧化;;

Al含量对Fe_3Al金属间化合物耐磨性的影响

采用机械合金化和热压烧结法制备了不同A l含量的Fe3A l金属间化合物块体材料,室温下在M-2000磨损试验机上进行了不同载荷和距离的干摩擦磨损试验,利用SEM观察试样磨损后的表面形貌,对其耐磨性能和磨损机理进行了研究。结果表明,A l含量对热压烧结Fe3A l的耐磨性能有显著影响。除Fe-30A l外,A l含量越高,耐磨性越好,其中Fe-32A l的磨损量大幅度下降,而Fe-30A l出现反常。不同A l含量的Fe3A l块体材料的耐磨性与其力学性能密切相关。不同载荷下Fe3A l块体材料的磨损机制有着明显差异:低载荷下磨损表面发生塑性变形,磨损形式是以磨粒磨损为主的微切削和微犁沟;而在高载荷下,应力集中产生裂纹并迅速扩展,最终导致疲劳断裂,以片层状剥落为主要特征。

金属间化合物Fe_3Al的研究进展

对Fe3Al基合金及其相关领域的研究进展进行了综合评述,主要包括:Fe3Al基合金的制备方法和加工性能的改善、Fe3Al基合金的超塑性变形工艺、Fe3Al基复合材料性能的改善、热处理对Fe3Al基合金的强韧化作用。着重论述了Fe3Al基合金的制备方法、强韧化措施、热处理以及复合材料等研究现状,并介绍了近年来Fe3Al基合金及其复合材料在工程上的一些应用情况。

金属间化合物Al_3Fe熔体结构的温度变化特性研究

利用分子动力学模拟技术,详细考察了在快速凝固条件下Al_3Fe熔体结构的温度变化特征.结果表明:Al_3Fe熔体中存在不同类型的原子基团.原子集团是以各种各样的键对和多面体的形式存在的.利用键对分析技术,计算出了不同温度下的键对类型数和二十面体的两类键取向序参数,分析了Al-Fe合金在快速凝固条件下非晶形成的演化特点.

Fe(Ni)-Sn体系金属间化合物纳米粒子中初生相的预测

以Miedema半经验模型和比热容随温度有效形成热变化的经验公式为基础,结合基本热力学关系式对Fe-Sn和Ni-Sn体系的有效形成热及有效形成热随温度的变化进行了计算.采用电弧放电法制备了Ni-Sn和Fe-Sn纳米粒子.XRD结果表明,在Ni-Sn系中金属间化合物的初生相为Ni_3Sn_4,而Fe-Sn系中出现的为FeSn_2.计算结果与相应纳米颗粒体系的实验结果吻合较好.

Fe_3Al金属间化合物多孔材料的研究

采用粉末冶金方法制备了Fe3Al多孔材料,研究了烧结温度等工艺参数对Fe3Al多孔材料的力学性能、过滤特性的影响,考察了制得的Fe3Al多孔材料的高温强度和耐腐蚀性能。结果表明,Fe3Al烧结多孔材料具有很好的抗拉强度、渗透特性和耐腐蚀性能。

Fe_3Si金属间化合物高温抗氧化性能研究

采用电弧熔炼法制备了Fe3Si金属间化合物。选用AISI304不锈钢作对比,研究了Fe3Si在800℃和900℃空气环境中的高温抗氧化性能,利用XRD,SEM,EPMA等测试设备对Fe3Si金属间化合物进行了表征。结果表明:在800℃,900℃下,Fe3Si金属间化合物都表现出较AISI 304不锈钢更好的高温抗氧化性能。其在800℃的氧化动力学近似表现为抛物线、线性复合规律9,00℃下则转变为单一的二次抛物线规律。800℃下,Fe3Si初始的氧化膜生长机制受Si的扩散过程控制,而后因氧化膜剥落严重而转变为Si的氧化反应控制;900℃下,Fe3Si的氧化动力学过程主要受扩散过程控制,Si的扩散是氧化膜生长机制的主因,辅有Fe从SiO2膜向外扩散的传质过程。

Ni_3Al金属间化合物多孔材料的抗盐酸腐蚀性能

以Ni、Al元素混合粉末为原料,用偏扩散-反应合成-烧结的粉末冶金法制备Ni3Al金属间化合物多孔材料,在室温20℃下pH为2和3时以及90℃下pH=2时研究Ni3Al金属间化合物多孔材料在盐酸溶液中的腐蚀动力学曲线、孔结构稳定性和表面形貌变化以及Tafel曲线,并与Ni金属多孔材料进行比较。结果表明:Ni3Al金属间化合物多孔材料在盐酸中的质量损失率显著地低于Ni多孔材料的,且Ni3Al金属间化合物多孔材料的孔结构在腐蚀介质中长期稳定,并显示出优异的抗盐酸腐蚀能力。