添加第四组元和显微组织细化对多元合金高温腐蚀机理的影响

“添加第四组元和显微组织细化对多元合金高温腐蚀机理的影响”是沈阳师范大学化学与生命科学学院曹中秋教授主持的国家自然科学基金面上项目(批准号为50771068)，资助经费33万元，项目的起止时间为2008年1月～2010年12月。项目组成员有张轲副教授、霍宏伟教授、王莹教授、辛士刚高级实验师以及硕士研究生王艳和付雅君。研究内容和意义：通过添加第四组元和采用机械合金化通过热压使合金显微组织细化等方法，从实验和理论两方面研究多元复相合金在单一氧化剂作用下的高温腐蚀机理，特别是添加第四组元及显微组织细化如相粒子尺寸降低和组元…     

高温合金微晶涂层的发展

高温合金微晶涂层是一种新的高温合金防护涂层体系。与目前通常采用的涂层不同，它的成分与基体合金基本相同。这种涂层具有良好的抗氧化性能，而且由于与基体成分相同，避免了传统涂层高温合用后在涂层与基体间因互扩散形成的脆性有害相等。高温合金微晶涂层是在微晶化对铁、镍基等各类合金抗氧化性能影响的基础上发展起来的。综述了国内外研究微晶化影响铁基合金，金属间化合物，高温合金等氧化性能的研究情况，着重介绍了高温合金     

堆垛层错能与反应力蠕变理论在第二相强化高温合金中的应用

在第二相强化的多元高温合金稳态蠕交速率方程的基础上,考虑了堆垛层错能与反应力蠕变理论,进而提出了一个新的稳态蠕变速率普遍式: 根据对Ni—Co二元合金,γ′相强化和氧化物弥散强化的镍基高温合金、以及γ′相含量不高不同含Co量的镍基高温合金(Waspaloy)和高γ′相含量的不同含Co量的镍基高温合金(Udimet 700)的蠕变进行验证,说明作者提出的稳态蠕变速率方程是可行的。     

人工神经网络在镍基高温合金设计中的应用

在大量镍基高温合金试验数据的基础上，利用人工神经网络来建立数学模型，提出将部分合金成分及其温度、应力和对应的蠕变断裂寿命作为网络输入，其他合金成分作为网络输出，然后用这个模型来按要求的性能设计合金成分的含量，获得了比较满意的结果，为镍基高温合金的设计提供了一种新的手段。     

Mg-Sr-Al-Y合金的微观组织结构与高温压缩变形行为

为改善镁合金耐热性能,以Mg-Sr-Y三元合金为基础,采用"熔-浸"还原法,制备Mg-Sr-Al-Y合金。借助XRD、OM、SEM、TEM和带有加热装置的万能拉伸试验机等手段,研究分析了Mg-Sr-Al-Y合金的显微组织、力学性能和高温压缩变形机制。结果表明:Mg-Sr-Al-Y合金由α-Mg、Mg17Sr2和Al2Y相组成;Mg-Sr-Al-Y合金的流变应力随压缩温度升高而降低,随应变速率增大而提高;应变速率较低时,Mg-Sr-Al-Y合金再结晶较为明显。该研究通过添加金属Al,明显改善了Mg-Sr-Y合金的显微组织,提高了Mg-Sr-Al-Y合金的高温压缩性能。     

非晶态Ni－W，Ni－W－B合金镀层的高温氧化性能

以非晶态合金镀层的高温氧化问题为背景，研究了Ｎｉ－Ｗ，Ｎｉ－Ｗ－Ｂ合金镀层在高温条件下的抗氧化性能以及镀层经加热处理后的硬度，实验结果表明，随镀层含Ｗ和Ｂ量的增加，有利于镀层的抗高温氧化性能和硬度的提高。     

定向凝固技术制取高温合金单晶铸件的思考

回顾了单晶高温合金的发展历史，结合晶体学知识系统总结与分析了制取高温合金单晶的两种定向凝固技术的原理与晶体竞争生长机制．对两种方法现有工艺的优缺点进行了深入思考与比较，提出了两种制取任何所希望取向理想单晶的新方法，旨在为完善单晶高温合金的制取工艺提供新思路．     

师昌绪在高温合金领域的重大贡献

 师昌绪是当代著名的金属学及材料学科学家。在高温合金领域,最先提出并攻克了包套挤压工艺难关,为变形高温合金的生产开辟了一条新的途径;铸造高温合金方面,研究出中国第一代空心气冷铸造镍基高温合金涡轮叶片,使中国成为世界上第二个采用这种叶片的国家;发现了凝固偏析的新规律,总结了"低偏析合金技术",推动了高温合金的发展,被美国同行尊称为"中国高温合金之父"。     

新804铸造合金的研究

本文对铁镍基合金──新８０４ 铸造合金进行了性能研究，使用金相显微镜、Ｘ 射线衍射仪、电子探针仪、扫描电镜研究了合金的金相组织，析出相的化学成分及断 口的微观形貌；采用拉伸和冲击试验测定了合金的机械性能，利用多种耐蚀试验方 法，研究了合金的耐蚀性能。试验结果表明：合金的金相组织为奥氏休和Ｚ相；合金 有良好的机械性能；在高温（１４２－１５０℃）烧碱介质条件下，均匀腐蚀速度为一级， 晶间腐蚀倾向极小，是目前制作抗高温烧碱泵的较好材料。     

Fe—Re合金高温摩擦特性研究

熔制了６种不同含铼量的Ｆｅ－Ｒｅ合金，通过测定合金磨擦系数和磨损率，找出了合合适的含Ｒｅ量。Ｆｅ－Ｒｅ合金高温摩擦后表面形成釉质层，它由延性氧化物及变化形合金组成的亚表层所支持。承载氧化层中高硬度台阶的出现是合金高温耐磨的根据，在磨屑及氧化层中分布有铼的氧化物及铼酸铁则起 高温润滑作用。     

快速凝固Al－Fe－W－Si－RE耐热铝合金的研究

研究了用多级快速凝固技术制取的Ａｌ－１１．５Ｆｅ－３．８Ｗ－２．３Ｓｉ－ＲＥ（质量分数）合金粉末的室温和高温组织结构及性能，结果表明，该合金有利于形成所谓“无特征区”组织，确定了合金的相变和第二相粒子大小为３０～８０ｎｍ，并获得了室温和高温拉伸性能优良的新合金。     

高温合金表面渗层的制备及性能测试

高温合金的用途越来越广,可以作为制作热端部件的重要材料,不仅具有超强的力学性能,而且也有良好的抗高温氧化性能,为使这两种性能在同一种合金中同时达到最佳,通过在高温合金表面制备涂层,解决合金的高温力学性能和抗高温氧化性能之间的矛盾,并发现渗剂中Co元素能与合金基体中的Cr等元素形成连续固溶体,增加了合金的抗氧化性能。     

用于高温含硫气氛下的抗磨材料研究

研究了不同含碳量的高Ｃｒ、Ｍｎ合金在高温时的抗氧化、硫化腐蚀性及高温抗磨性，并在同条件下与常用的高Ｎｉ耐热钢的上述性能进行了对比．结论认为：（１）除抗氧化性外，几乎所有试验合金的高温抗磨性、抗硫化腐蚀性均高于高Ｎｉ耐热钢，但成本却比高Ｎｉ耐热钢低，（２）随试验合金的含碳量增加共晶碳化物数量增加，同时也提高了合金的氧化抗力，（３）含碳量在中等程度时合金的高温硫化腐蚀抗力处于低值，随腐蚀气氛中ＳＯ２分压增加，此值向低碳方向移动，（４）高温磨损过程中随温度提高基体强度下降，从而使碳化物对抗磨性的有益作用减弱。     

碳布增强SiC／C新型共烧结合金的研究Ⅱ：烧结合金的浸渍处理…

用液体酚醋树脂对所研制碳布增强ＳｉＣ／Ｃ共烧结合金进行浸渍处理，并用热分析对浸渍前后烧结合金的抗高温氧化性能进行了研究探讨。结果表明，烧结合金的抗高温氧化性能较常规的飞机刹车片提高数十倍。ＳｉＣ起到了有效的高温氧化保护作用。     

GH4169合金惯性摩擦焊接头的高温持久性能

通过显微硬度、SME和TME对直接时效态和固溶态的GH4169高温合金惯性摩擦焊接头焊态和焊后时效态的高温持久性能进行了分析。结果表明，对于上述两种合金在焊态下焊接接头的显微硬度出现明显的软化现象，经焊后时效处理，焊接接头的显微硬度分布较为均匀，并以焊合区的显微硬度最高。高温持久实验表明，经焊后时效处理的上述两种合金都呈现出典型的韧性断裂，并以直接时效态的ZSGH4169高温合金焊后＋时效惯性摩擦焊接头的高温持久性能量佳，并高于直接时效态的母材。     

高温堆燃料元件制造设备运抵清华大学核能技术设计研究院

德国核化学冶金公司（ＮＵＫＥＭ）赠送给清华大学核能技术设计研究院（核研院）的高温气冷堆球形燃料元件全套制造设备，１９９５年５月１０日安全运抵核研院。德国是研究发展高温堆的先驱国家之一，曾投入巨大的人力物力进行高温堆燃料元件的研制。ＮＵＫＥＭ是德国唯一研究生产高温堆燃料元件的工厂，先后投资５７００万马克，建立了一套生产设备，为德国ＡＶＲ和ＴＨＴＲ－３００两座高温堆生产出１００多万个燃料元件，至今元件已安全运行２０多年。清华大学核研院与德国有关部门在高温堆方面有着长期良好的合作关系。在德国能源供求关…     

Zr-Al-Ni-Cu系统中非晶合金

Zr-Al-Ni-Cu系及共亚组元体系中非晶合金是由二元合金系开始，发展到今日的四元和五元合金，其形状也从薄带、丝等发展为块体，以源自准晶的等电子浓度理论和等原子尺寸理论为判据设计合金成分，并制备了系列大块非晶合金，它们的△Tx在100k左右，同时具有大的约化玻璃转变温度Trg。     

真空铸造下镍基高温合金铸件氧化膜缺陷分析

通过扫描电镜观察镍基高温合金试棒断口是否存在膜状氧化物。对断口区域是否为氧化物的判断采用能谱仪和波谱仪，研究表明，氧化膜夹杂缺陷引起合金内部氧化膜周围的含碳量增加，产生微观裂纹，严重影响铸件的整体性能及使用寿命．平稳浇注情况下，采用过滤网对炉内的氧含量、惰性气体及真空度加以严格控制可有效避免镍基高温合金铸件的双氧化膜缺陷产生．     

DD3单晶镍基超合金高温力学性能

采用扫描电镜（ＳＥＭ）研究了单晶镍基高温合金ＤＤ３的高温蠕变性能和低应变速率下的拉伸行为。结果表明，ＤＤ３合金表现出良好的蠕变强度和较高的蠕变寿命；拉伸过程中合金的屈服强度在室温１１０３３Ｋ之间保持不变，当温度大于１０３３Ｋ后，屈服强度显著降低。断口分析表明，这类材料具有独特的断裂方式，断口为混合型，即包括韧性断裂和局部区域的解理断裂特征。     

高温合金涡轮盘材料的裂纹扩展速率

用直流电位研究了高温合金涡轮盘材料的裂纹扩展速率，结果表明：高温合金涡轮盘材料的裂纺展速率快慢，不完全取决于材料强度，更主要地取决于持久塑性，在考察高温合金涡轮盘材料的裂纹扩展时，不能认速率值ｄａ／ｄＮ的绝对值来衡量，还应看裂纹扩展速率曲线的斜率是否锐减或曲线出现明显的拐点，以及曲线所对应的应力强度因子△Ｋ的范围。