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)。

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。

复杂金属间化合物Al_(3)Mg_(2)相的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了立方晶系高温相β-Al_(3)Mg_(2)和六方晶系低温相β’-Al_(3)Mg_(2)的力学性质及电子结构。弹性常数的计算结果表明:β-Al_(3)Mg_(2)的晶体结构在力学上是不稳定的,β’-Al_(3)Mg_(2)具有力学稳定性结构。体模量B、剪切模量G、杨氏模量E、泊松比v、弹性各向异性指数A^(U)和硬度H的计算结果表明:在弹性范围内,β-Al_(3)Mg_(2)抵抗形变的能力远大于β’-Al_(3)Mg_(2);β-Al_(3)Mg_(2)为硬脆性相,β’-Al_(3)Mg_(2)为韧性相;β’-Al_(3)Mg_(2)的弹性各向异性指数A^(U)=0.01,接近各向同性。电子结构的计算结果表明:低温相β’-Al_(3)Mg_(2)具有典型的金属特性,在其费米能级附近未发现赝能隙的存在。铝合金和镁合金异种金属的连接应在合适的焊接条件下进行,有助于形成具有韧性的低温相β’-Al_(3)Mg_(2),为改善铝镁异种金属焊接接头的力学性能提供了一定的理论依据。

TiAl和Mo_5Si_3金属间化合物基高温结构材料及其合金化研究

对比分析了TiAl和Mo_5Si_3金属间化合物的性能特点、应用前景和存在问题,并对这两种金属间化合物的合金化研究作了综述和展望。近来研究微量镁和镍在TiAl合金中的作用发现,微合金化可提高变形合金的热加工工艺性能和促进铸造合金组织的细化,是TiAl金属间化合物进一步合金化研究的重要方向。根据模量计算和常用合金元素在Mo_5Si_3相中溶解度的测定结果,讨论了以合金化韧化Mo_5Si_3化合物的潜力。

TiAl_3金属间化合物的形貌控制及其研究进展

TiAl_3的形貌及尺寸是影响原位生成金属间化合物增强金属基复合材料力学性能的关键因素。讨论了加入合金元素及调节工艺参数来控制TiAl_3金属间化合物形貌。同时,展望了TiAl_3形貌控制的发展方向。

L1_0-TiAl金属间化合物3d过渡金属合金化力学性能计算

采用第一原理赝势平面波方法研究了TiAl-X(X为3d过渡金属)超胞合金体系的几何、能量与弹性常数.通过计算、比较、分析Ti7Al8X与Ti8Al7X超胞的合金形成能,得出3d过渡金属在L10-TiAl合金中的占位情况:Sc、V和Cr主要优先占据Ti原子位,Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn则主要优先占据Al原子位.合金化超胞模型的晶体正方度(c/a)显示Mn、Fe和Co明显有利于改善TiAl合金的室温塑性.而比较其G/B值,V、Mn、Co和Ni具有韧化TiAl金属间化合物的作用.两者与实验结论不一致的原因可能在于合金化原子的浓度.

NiCoCrAl-Y_2O_3涂层对TiAl金属间化合物高温抗氧化性的影响

分别用等离子喷涂和等离子-激光复合工艺,在TiAl金属间化合物表面制备NiCoCrAl-Y2O3涂层,对其进行高温氧化试验,并用XRD、SEM检测试样相组成及表面形貌,通过氧化动力学曲线、氧化物的组织结构形貌,分析两种不同工艺制备的NiCoCrAl-Y2O3涂层的高温氧化机理。

轻质γ-TiAl金属间化合物的研究进展

γ-TiAl金属间化合物是一种新型轻质的高温结构材料,是当代航空航天工业、民用工业等领域的优秀候选高温结构材料之一,具有重要的工程化应用潜力。介绍了γ-TiAl基金属间化合物的发展过程,以及成分-组织-性能-制备关系,产业化和应用状况。特别指出,北京科技大学发展的高Nb-TiAl金属间化合物为国内外TiAl基金属间化合物发展的重点方向。最后总结了TiAl基金属间化合物的国家需求和发展趋势。

TiAl基金属间化合物的研究现状与发展趋势

系统地总结了TiAl基金属间化合物结构材料的研究现状、存在的问题以及在航空航天等领域的应用情况。对TiAl基金属间化合物的组织控制与性能研究、冶金熔炼、成形加工等进行了归纳,结合TiAl基金属间化合物材料与应用研究取得的新进展,预测了TiAl基金属间化合物轻质结构材料在今后一段时期的发展趋势。

燃烧合成TiAl金属间化合物的反应机制

作为高温结构材料 ,Ti Al金属间化合物在航空、航天领域颇具应用潜力 ,而燃烧合成技术正被越来越多地用于制备 Ti Al金属间化合物。为了有效地控制反应过程以获得理想的组织结构 ,必须深入了解其反应机制。本文综述了相关燃烧合成 Ti

TiAl金属间化合物高温抗氧化研究进展

TiAl金属间化合物以其密度低、熔点高及高温强度较高而成为重要的结构材料,井应用于诸如汽车、飞机发动机部件。然而,其高温下抗氧化性能不足是亟待解决的关键问题之一。从TiAl高温氧化机理、添加合金元素作用以及表面技术的应用三个方面,论述了TiAl高温抗氧化研究进展。讨论了等离子渗Nb大幅度改善TiAl高温抗氧化性能的作用机制。

NiCrMoNb合金化层对TiAl金属间化合物抗氧化性能的影响

探讨了利用双层辉光等离子渗金属技术(DGPSAT)溅射NiCrMoNb合金化层对TiAl金属间化合物静止空气中高温氧化抗力的影响。结果表明,不处理的TiAl由于TiO2为主的氧化层的剥落抗氧化性能较差,而TiAl-NiCrMoNb合金层由于形成了致密、晶粒细小的富Al2O3层而使TiAl抗氧化性能大大提高。合金层与基体之间存在互扩散,Ni,Cr,Mo,Nb的界面富集导致界面化学性质的很大改变。

熔模精密铸造TiAl基金属间化合物研究进展

TiA1基金属间化合物作为一种新型轻质高温结构材料,在航空航天和汽车等领域具有广阔的应用前景。熔模精密铸造是当前普遍采用的制备TiAl基金属间化合物的方法。主要介绍了熔模精密铸造TiA1基合金的铸件以及型壳用粘结剂及耐火材料的发展现状,TiA1合金的熔炼技术及最新研究进展,并对TiAl基金属间化合物熔模精密铸造技术的不足进行了分析并提出了展望。

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。

激光熔覆原位制备Ti_3Al金属间化合物涂层结构及摩擦学性能

利用激光熔覆原位合成技术在纯钛表面制备了Ti3Al金属间化合物涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜和高分辨透射电镜分析了涂层的组成和组织结构.在UMT-2MT摩擦磨损试验机上对Ti3Al金属间化合物涂层在不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损性能进行了测试.结果表明:Ti3Al金属间化合物涂层的主要组成物相为Ti3Al,涂层与基材冶金结合,涂层显微组织结构主要为树枝状晶,涂层的平均显微硬度约为HV0.2530,涂层的摩擦系数随载荷和滑动速度的增加而减小,磨损体积随载荷和滑动速度的增加而增加.Ti3Al金属间化合物涂层相对于钛基材耐磨性能显著提高.

TiAl金属间化合物及其连接技术的研究进展

近年来 ,TiAl金属间化合物由于其密度小、硬度大、耐高温、具有优良的抗氧化能力等独特的性能 ,因此越来越引起广泛的关注并得到了迅猛的发展。根据目前TiAl金属间化合物被认为是在航空、航天飞行器等军事和民用两者都具有广泛应用前景的高温结构材料 ,文中介绍了世界范围内TiAl金属间化合物研究发展现状。TiAl金属间化合物有效的运用必须要有可靠的连接技术 ,因此TiAl金属间化合物的连接问题是其实用化所要面临的问题之一。固态焊接是实现TiAl金属间化合物连接十分有效的方法。文中介绍了TiAl金属间化合物连接技术的发展现状 ,重点评述了TiAl金属间化合物固态焊接的研究状况 。

热轧态TiAl基金属间化合物超塑性变形的组织研究

研究了热轧态ＴｉＡｌ基金属间化合物超塑性变形的可行性，研究结果表明，在Ｔ＝１０００℃～１１００℃，ε．＝１×１０－４ｓ－１～１×１０－３ｓ－１实验条件下，热轧态ＴｉＡｌ基金属间化合物呈现超塑性变形，在Ｔ＝１１００℃，ε．＝５×１０－４ｓ－１其最大延伸量可达３４０％。热轧态ＴｉＡｌ基金属间化合物在超塑性变形过程中，其应力应变敏感指数ｍ随超塑性变形时的延伸率变化而变化，其值为０．４０～０．７０。光学及电子显微镜分析表明，热轧态ＴｉＡｌ基金属间化合物的超塑性表现机制与ＴｉＡｌ基金属间化合物在变形过程中的动态再结晶有关。

TiAl基金属间化合物的发展

介绍了普通TiAl基金属间化合物的发展过程,特别是北京科技大学开发的高Nb-TiAl金属间化合物的成分-组织-性能-制备关系,Nb对TiAl合金相关系和抗氧化性的影响,Nb的强化机理和工程合金的制备和性能。最后简单总结了TiAl基金属间化合物的发展趋势。

γ-TiAl金属间化合物合金表面激光熔覆TiC-Ti-Al涂层研究

在TiAl合金表面预置TiC-Ti-Al粉末层,通过激光熔覆处理制得了以TiC为增强相,以TiAl及少量Ti3Al金属间化合物为基体的复合材料涂层。采用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了熔覆层的显微组织形貌,用X射线衍射仪(XRD)和能谱分析仪(EDS)进行了熔覆层的物相分析,并分别测试了激光处理前后基材和熔覆层显微硬度的变化。研究了激光扫描速度对熔覆层的显微组织和显微硬度的影响。结果表明:随着激光扫描速度的增加,增强相TiC颗粒形貌由树枝状向短棒状和颗粒状转变,并且均匀地弥散分布在熔覆层内,起到细晶强化和弥散强化的作用。同时,随着激光扫描速度的增加,熔覆层显微硬度有所提高,但厚度有所降低。