Y_2O_3含量和烧结温度对ODS镍基合金性能的影响

采用粉末冶金技术,以不同质量分数(0%～10%)Y2O3为弥散相,用不同的烧结工艺制备出ODS(oxide dispersion strengthened)镍基高温合金,借助XRD,OM,SEM,EDAX研究了氧化物含量和烧结温度对ODS镍基高温合金性能的影响。结果表明:含1.5%Y2O3经1260℃保温2h真空烧结的试样具有较佳的综合性能,相对密度为90.9%,抗拉强度为669MPa。对用不同球磨工艺制备的合金粉末进行XRD物相分析,并从试样断口显微组织、微区成分上分析氧化物含量和烧结工艺对合金力学性能产生影响的机制。

Y_2O_3稳定ZrO_2薄膜的结构和光学特性

用电子束蒸发法制备出四种不同Y2O3含量的Y2O3稳定ZrO2(YSZ)薄膜,用X射线衍射和透射光谱测定薄膜的结构和光学性能.结果表明:随着Y2O3含量的增加,ZrO2薄膜从单斜相向高温相(四方相和立方相)转变,获得了结构稳定的YSZ薄膜;YSZ薄膜的晶粒尺寸都比ZrO2薄膜的大,但随着Y2O3加入量的增加,晶粒尺寸有减小的趋势,薄膜表面也趋向光滑平整.所有YSZ薄膜的透射谱线都与ZrO2薄膜相似,在可见光和红外光区都有较高的透过率.Y2O3的加入还可以改变薄膜的折射率,在一定范围内可得到所需的任意折射率.

Y2O3含量对激光熔覆0.3C-18Cr合金涂层组织和性能的影响

在3Cr14不锈钢基体上激光熔覆制备Y2O3含量不同的0.3C-18Cr合金粉末复合涂层。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、显微硬度仪等设备研究了不同Y2O3含量对熔覆层的微观结构、相组成及硬度的影响。结果表明,未添加Y2O3试样熔覆层有较多孔洞,熔覆层组织由晶内铁素体、晶界分布的上贝氏体及少量马氏体组成;加入Y2O3后熔覆层枝晶长度减小且数量减少,枝晶尖端钝化且径向粗化,长径比减小,同时熔覆层气孔减少,熔覆层得到净化;熔覆层组织由板条马氏体+晶界少量贝氏体构成,且随Y2O3含量增加,板条马氏体略有粗化,贝氏体数量明显减少,贝氏体碳化物的碳浓度增大,碳化物类型由低碳型碳化物向高碳型碳化物转变。加入Y2O3后,熔覆层显微硬度显著提高,添加质量分数2%Y2O3时熔覆层的硬化效果最佳,其最高显微硬度比未添加Y2O3时的平均显微硬度(HV0.2)增加1600 MPa。

添加纳米Y2O3的ODS-HT9钢的显微结构和性能

为了研究纳米Y2O3对HT9钢的显微结构和力学性能的影响,采用粉末冶金工艺,制备了纳米Y2O3含量为0.1%~0.9%的ODS-HT9钢样品,测定了样品的抗拉强度、伸长率、维氏硬度等力学性能,利用透射电子显微镜(TEM)观察和分析了样品中纳米Y2O3颗粒的分布状况、形状和相结构,利用扫描电子显镜(SEM)观察了样品拉伸断口的形貌。研究表明,球磨和热压烧结后,纳米Y2O3颗粒能够均匀地分布于基体中,相结构和形状未发生明显变化。弥散分布的纳米Y2O3硬质颗粒,具有明显的弥散强化作用,导致ODS-HT9钢的抗拉强度和维氏硬度随Y2O3含量的增加而显著增加,伸长率显著降低。Y2O3含量低于0.7%时,样品以韧性断裂为主,进一步增加含量,断裂方式将由韧性断裂转变成脆性断裂。纳米Y2O3含量为0.3%~0.5%的ODS-HT9钢,抗拉强度达到了913~936 MPa,伸长率为10.7%~11.2%,具有良好的综合力学性能。本文研究结果有助于ODS-HT9钢高温性能的研究及其在反应堆中的实际应用。

Y^(3+)掺杂Ni_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4铁氧体的微观组织和磁性能研究

采用传统的球磨工艺制备了Ni_(0.4)Zn_(0.6)Fe_(2-x)Y_xO_4(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07)铁氧体。通过XRD、SEM等研究了掺杂Y^(3+)对Ni-Zn铁氧体微观组织、结构和磁性能的影响。结果表明,当Y^(3+)含量为0,0.01时,XRD衍射图呈现单一的立方尖晶石型结构,随着Y^(3+)含量(0.03,0.05,0.07)的增加分别出现第二相,第二相的强度逐渐加强;随着Y^(3+)含量的增加,Ni_(0.4)Zn_(0.6)Fe_(2-x)Y_xO_4铁氧体的实部磁导率先增大后减小。

轻质化MA/ODS镍基高温合金高温氧化行为

采用机械合金化(MA)和真空烧结工艺制备了Y2O3质量分数为2%～20%的氧化物弥散强化(ODS)镍基高温合金,在1 000℃空气中对合金试样进行100h的静态氧化实验,研究了Y2O3含量对合金高温氧化性能的影响与作用机制.结果表明:适量稀土氧化物Y2O3的加入(质量分数≤5%)可促进完整Cr2O3氧化膜的形成,提高氧化膜与合金基体的附着力,改善氧化膜的抗剥落性,减缓合金在1 000℃的氧化速度,从而有效提高合金的抗高温氧化性能.但过量添加则会使其抗氧化性能迅速下降.