新稀土金属间化合物晶体结构及高温晶格热膨胀性能研究

[目的]研究稀土-过渡族金属合金体系中的新稀土金属间化合物,挖掘稀土合金与化合物的新应用。[方法]利用扫描电子显微镜和能谱仪分析合金样品及其组成物相的成分,采用X射线粉末衍射技术研究和测定新金属间化合物的晶体结构及高温晶格热膨胀性能,并对所研究的新金属间化合物的高温热膨胀性能进行总结分析。[结果]不同的合金元素可以形成结构类型相同的晶体结构,得到了部分新金属间化合物的晶格热膨胀系数,这些新稀土金属间化合物的平均晶格热膨胀系数在10~(-6)到10~(-5)数量级之间,它们的平均单胞体积热膨胀系数也在同一数量级。[结论]化学性质相近的合金元素可以相互替代形成同构型金属间化合物。利用X射线粉末衍射同构法可测定新化合物的晶体结构,该法适用于解析二元、三元乃至多元新化合物的晶体结构。所研究的新稀土金属间化合物的热膨胀系数分别满足其各自所属晶系的热膨胀关系。     

Fe3Al合金形变诱导有序显微组织变化及合金元素的作用（Ⅰ）

研究了Fe3A1基金属间化合物合金的室温变形和高温蠕变特点。结果表明，Fe3A1合金室温形变将发生诱导无序化现象.蠕变过程中不仅发生形变诱寻无序化现象，而且发生蠕变加速有序转变现象，形变诱导存序显微结构变化将淡化原始结构对蠕变断裂寿命的影响.     

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     

Fe_3Al基金属间化合物固溶强化和析出强化

Fe3Al金属间化合物作为一种结构材料逐渐被广泛应用在许多工程领域,许多研究致力于改善Fe3Al的室温塑性和高温强度。固溶强化和析出强化被认为可以改善力学性能。微合金化是主要的方法。本文综述了合金化Fe3Al的强化机制。其推广使用与一些相关的实用化技术是分不开的。对Fe3Al金属间化合物微合金化被认为是改善其综合性能的有效途径之一,本文主要综述近年来微合金化对Fe3Al金属间化合物性能的方面的影响。     

Fe_3（Al，Cr，Zr）和Fe_3（Al，Cr，Nb）金属间化合物的高温氧化行为

用循环氧化法研究了Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ－０．１Ｚｒ（ａｔ％）和Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ－０．５Ｎｂ（ａｔ％）金属间化合物的高温氧化行为．结果表明，含Ｚｒ的Ｆｅ３（Ａｌ，Ｃｒ）金属间化合物在８００℃、１０００℃、５００ｈ循环氧化后形成一个独特的晶须状氧化物层，微量Ｚｒ能增加氧化物层与基体金属的粘附性，从而提高了该合金的高温抗氧化性能．而含Ｎｂ的Ｆｅ３（Ａｌ，Ｃｒ）金属间化合物在１０００℃、３５０ｈ循环氧化后形成多孔的卷绕状形貌，对Ｆｅ３（Ａｌ，Ｃｒ）金属间化合物的高温抗氧化性没有改善．     

Fe3（Al,Cr,Zr）和Fe3（Al,Cr,Nb）金属间化合物的高温…

用循环氧化法研究了Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ－０．１Ｚｒ（ａｔ％）和Ｆｅｒ－２８Ａｌ－５Ｃｒ－０．５Ｎｂ（ａｔ％）金属间化合物的高温氧化行为。结果表明，含Ｚｒ的Ｆｅ３（Ａｌ，Ｃｒ）金属间化合物在８００℃、１０００℃、５００ｈ循环氧化后形成一个独特的晶须状氧化物层，微量Ｚｒ能增加氧化物层与基体金属的粘附性，从而提高了该合金的高温抗氧化性能。而含Ｎｂ的Ｆｅ３（Ａｌ，Ｃｒ）金属间化合物在１０００℃、３５０ｈ     

1420Al-Li合金高温塑性变形沿晶断裂行为分析

Al Li合金的工艺塑性较低 ,存在高温沿晶脆性断裂现象 ,其断裂机制至今国内外都未进行系统的研究。采用Gleeble 150 0热模拟试验机 ,对铸态 142 0Al Li合金在变形温度t为 350～ 4 50℃、应变速率 ε为 0 .0 1～ 10s- 1的条件下 ,进行了高温拉伸热模拟实验研究。在实验基础上 ,研究了 142 0Al Li合金的高温拉伸断裂行为。结果表明 ,随着变形温度和应变速率的提高 ,142 0Al Li合金高温拉伸断裂模式由典型的穿晶韧性断裂转变为沿晶脆性断裂。研究说明 ,氢是引起 142 0Al Li合金高温沿晶脆性断裂的根本原因 ,并对 142 0Al Li合金高温氢致断裂的机理进行了探讨 ,提出了“高温氢脆是由于动力和静力二者综合作用的结果”的观点 ,丰富和发展了氢脆理论。     

AgCu28对Be/HR-1不锈钢热静压接头组织性能的影响

以AgCu28合金作为中间层材料,进行Be/HR—I不锈钢热静压扩散连接。利用光学金相、扫描电镜(SEM)、俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射仪(XRD)及材料试验机分析了热静压扩散连接接头的显微组织、元素和物相分布以及力学性能,探讨了扩散区成分、组织结构与性能的关系,以及AgCu28合金作为中间层材料的作用。研究表明:采用AgCu28合金作为中间层材料,能够实现Be/HR—I不锈钢的扩散连接,能有效地减少铍、不锈钢间的元素互扩散,减少了Be与Fe和不锈钢中其他合金元素的脆性金属间化合物的大量生成,接头质量较好。     

当量成分AB和A_3B型合金有序─无序转变行为

利用EAM（EmbeddedAtomMethod）势基础上的等效原子模型分析了结构稳定性与长程有序度的关系，给出了二元体系结合能与长程有序度解析关系的一般表达式，说明当量成分下AB和A3B型合金有序无序转变行为的不同，并以NiAl和Ni3Al为研究对象具体研究了其有序无序转变，从理论上解释了这两种有序金属间化合物在实验中所表现出的不同有序无序转变行为特征．     

当量成分AB和A3B型合金有序——无序转变行为

利用ＥＡＭ势基础睥和原子模型分析了结构稳定与长程有序度的关系，给出了二元体系结合能与长程有序度解析关系的一般表达式，说明当量成分下ＡＢ和Ａ３Ｂ型合金有序无序转变行为的不同，并以ＮｉＡｌ和Ｎｉ３Ａｌ为研究对象具体研究了具有无序转变，从理论上解释了这两种有序金属间化合物在实验中所表现出的不同有序无序转变行为特征。     

Strategies for improving ductility of ordered intermetallics

Ordered intermetallics possess attractive high-temperature properties; however, low ductility and brittle fracture limit their use as engineering materials in many cases. This paper provides a comprehensive review on the recent progress in the development of ductile ordered intermetallics and summarizes the strategies used to improve the tensile ductility of ordered intermetallics, including control of ordered crystal structures, engineering grain-boundary structure and chemistry, eliminating environmental embrittlement, microstructure optimization, control of phase stability, and promoting transformation-/twining-induced plasticity. The basic ideas and related mechanisms underlying these ductilizing strategies are discussed. In addition, a brief mention of the current use of intermetallic alloys for structural and corrosion applications is made.     

Ti6Al4V和Al2A12的扩散连接界面组织及力学性能

采用热等静压(HIP)工艺连接Al2A12和Ti6Al4V两种不同的航空航天用材料.利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪观察连接过渡区的微观组织和组成的演化,并测试其主要的力学性能.结果表明:采用热等静压制备这两种材料的界面连接好;Ti/Al反应层界面处形成了不同的金属间化合物,例如,Al3Ti、TiAl2和TiAl;连接接头处硬度为163HV,界面连接处剪切强度达到了23MPa,比只添加镀层而无中间层的连接强度提高了约17.9%,但低于带有中间层的连接强度.由于过烧和孔隙的形成使得断裂方式是脆性断裂.由此可知,在热等静压成形过程中异种材料的元素发生了相互扩散,在扩散连接处形成了不同的金属间化合物,这些金属间化合物影响连接处的力学性能.     

Microstructure and tensile behavior of hot extruded AZ91 alloys at room temperature

AZ91 alloys were prepared by hot extrusion and its microstructure and tensile behavior at room temperature were investigated. Compared to as-cast ingot, the grain size of hot-extruded material is morerefined, the intermetallic phase Mg17Al12 is broken and dispersed discontinuously. Both strength and elongation of AZ91 are improved by hotextrusion. Tensile behavior and fracture surface of the experimental material were studied. Due to the change in microstructure, the fracture mechanism of extruded material is different from that of as-cast ingot, the latter is mainly a brittle fracture. Ductile fracture plays arole in hot-extruded AZ91 failure at room temperature.     

Al66Fe9Ti25合金解理能的经验电子理论分析

用经验电子理论计算了Ｌ１２结构Ａｌ６６Ｆｅ９Ｔｉ２５合金的键结构、键能和主要解理面的解理能．结果表明，解理能低是室温脆性解理的主要原因之一．提出了韧化Ｌ１２型Ａｌ３Ｔｉ金属间化合物的可能途径．     

Reinforcing effect of laminate structure on the fracture toughness of Al_3Ti intermetallic

Metal/intermetallic laminate composites can improve the mechanical properties of intermetallic materials using metal layers. In recent years, titanium aluminide intermetallics have received increasing attention due to their excellent performance properties, such as high melting point, high specific strength and stiffness, and good corrosion resistance. However, the low fracture toughness of Al_3Ti alloys at room temperature has greatly limited their application, and fiber or particle reinforcement has not shown a significant toughening effect. Research into the reinforcing effects of the interface and near-interface zone on the fracture behavior of Al_3Ti is lacking. Ti/Al_3Ti metal/intermetallic laminate composite was synthesized from titanium and aluminum foils using vacuum hot-pressed sintering technology. The microstructure of the prepared material was analyzed by scanning electron microscope and electron backscattered diffraction. Results illustrate that both Ti and Al_3Ti were single-phase and there was a noticeable stress concentration on the interface. To obtain indentation and cracks, loads were applied to different locations of the composite by a microhardness tester. The growth path of the cracks was then observed under microscope, showing that crack propagation was prevented by the interface between the Ti and Al_3Ti layers, and the cracks that propagated parallel to the laminate shifted to the interface. Fracture toughness of the different areas, including Al_3Ti layers, interface, and near-interface zone, were measured by the indentation fracture method. The fracture toughness at and near the interface was 1.7 and 2 times that of the Al_3Ti layers, respectively. Results indicate that crack blunting and crack front convolution by the laminate structure was primarily responsible for increased toughness.     

多相Mo-Si-B合金材料的性质

多相Mo-Si-B合金是非常具有吸引力的新型高温结构材料. 它熔点高、抗氧化性、抗蠕变性和室温断裂韧性好.阐述了Mo-Si-B微观结构对多相Mo-Si-B合金性能的影响,举例说明了多相Mo-Si-B合金的抗氧化性及断裂韧性比钼或钼的硅化物有明显提高.指出了存在的问题和今后努力方向.     

Fe3Al金属间化合物的韧化（I）

通过加铬合金化及合理的热加工工艺,制得了高室温韧性Fe_3Al金属间化合物。实验结果表明:合金元素铬的添加,改变了铁铝合金的断裂模式,即由纯解理断裂模式变为解理、沿晶混合断裂模式;铬的加入改善了室温韧性,提高了解理强度。     

Characterization of tensile fracture in heavily alloyed Al-Si piston alloy

This paper focuses on a typical automotive piston material to characterize its fractographic appearance after tensile rupture. The fracture of this heavily alloyed Al—Si alloy takes place in a brittle manner.The consecutive eutectic zone is found to break by debonding of Si platelets from the Al matrix or by fracturing of Si platelets.The various intermetallic particles break up complicatedly under the stress field of the propagating crack.The fracture tends to pass through or approach to the boundary be...     

MgZnCa合金的组织结构和力学性能分析

通过铜模吸铸法制备直径为3mm的Mg-Zn-Ca三元共晶合金,按成分比例配制的合金分别为Mg72Zn15Ca13、Mg62Zn36Ca2、Mg14Zn22Ca64和Mg26Zn48Ca26.利用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、微机控制电子式万能试验机和扫描电子显微镜(SEM)对MgZnCa合金的组织结构、力学性能和断口形貌进行研究.结果表明:Mg72Zn15Ca13、Mg14Zn22Ca64和Mg26Zn48Ca26合金形成非晶相和晶体相共存的复合材料,Mg62Zn36Ca2形成纯晶体;其中强度最高、塑性最好的是Mg14Zn22Ca64,其强度和塑性应变分别为548MPa和0.9%;对于该合金系,强度随结晶度降低而升高;压缩断口形貌显示,Mg72Zn15Ca13、Mg62Zn36Ca2、Mg14Zn22Ca64和Mg26Zn48Ca26合金均为脆性断裂.     

活塞用复合材料的制备和拉伸性能研究

通过对ＳｉＣＰ／ＺＬ１０９ 复合材料制备工艺的研究,成功地制备了晶粒细小、组织致密、缺陷较少且ＳｉＣ颗粒分布均匀的ＳｉＣＰ／ＺＬ１０９ 复合材料。同时,测试了该材料的拉伸性能,对拉伸性能提高（或降低） 的原因进行了探讨;采用扫描电子显微镜对材料的拉伸断口进行了观察,发现复合材料及未增强基体合金的断裂虽均属于塑性断裂与脆性断裂的混合型模式,但随着ＳｉＣ颗粒在复合材料中的体积分数增加,脆性断裂特征更为显著。