Fe-0.04 Nb-0.02C合金的强化

Fe—0.04Nb—0.02C合金经1175°C—900°C轧制并随即在600°C进行等温处理后,获得直经为7-22微米的等轴细晶粒α—Fe。在α—Fe中保留相当数量的三维和二维位错网络,并沉淀折出细小的NbC粒子。通过细化晶粒强化,NbC第二相粒子弥散强化和位错亚结构强化的叠加,合金下屈服强度可提高达35-42公斤/毫米~2。下屈服强度σ_(iy)与晶粒的平均直径d之间的关系符合Hall—Petch公式: σ_(iy)=σ_i k_yd~(-1/2)其中k_y为细化晶粒强化的比例常数,k_y=2.2公斤/毫米~3/2;σ_i为位错在晶粒内运动的阻力,对于600°C等温30秒,40分及3小时者,σ_i分别为21.5,13.5及13.5公斤/毫米。合金的位错密度随拉伸形变程度的增高而增加,平均位错密度ρ的平方根值与对应的流变应力值关系可表达如下式σ_f=σ_? αGbρ~(1/2)其中G是切变模量;b是柏纸矢量的模;α是位错交互作用产生强化的比例常数,α=0.37;σ。是除位错交互作用外其它因素(如晶粒细化,弥散强化等)对流变应力的贡献,对于600℃等温30秒,40分及3小时者,α_o分别为34,30及30公斤/毫米~2。实验数据分析和理论计算结果表明,σ_i值是NbC第二相粒子弥散强化,位错亚结构强化和点阵阻力对屈服强度贡献α_p,σ_d和σ_l的叠加,即σ_i=σ_p σ_d σ_l 在α—Fe中沉淀折出的NbC粒子周围观察到“沉淀生长”位错圈,对其形成机理进行了分析,而它们的强化作用尚须进一步探明。     

滚珠轴承代用钢的研究

探求不含铬及含少量铬的滚珠轴承钢.广泛研究了锰钼、锰铬、锰矽及锰钨等四系二十八炉合金钢的各种性能,并采用多向压缩试验方法测定其抗塑性变形的性能指标.所有性能均与现用滾珠轴承钢作比较.找到七种钢种可以作为滚珠轴承钢,以代替现用含铬量1.5%的滚珠轴承钢.特别确定了含有我国丰产和价格低廉锰、矽合金元素的锰矽系钢有可能作为滚珠轴承钢.     

微量硼对形变TiAl合金显微组织和力学性能的影响

以形变Ｔｉ－４７Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ合金为对象,在７７～１３７３Ｋ和１０－５～１０－１ｓ－１应变速率范围内研究微量硼（ａ（Ｂ）＝１．０％）对ＴｉＡｌ合金显微组织和拉伸性能的影响．发现,１．０％Ｂ能有效地细化形变Ｔｉ－４７Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ合金的近全片层组织,显著提高其中低温强度,改善中低温塑性,但不损害其高温强度,是提高ＴｉＡｌ合金综合性能的有效途径．还发现,除延脆转变温度附近外,１．０％Ｂ对形变ＴｉＡｌ合金断裂方式无明显影响．部分固溶于形变ＴｉＡｌ合金的硼原子可能与空位结合形成复合体,硼原子－空位复合体在一定温度下释放出空位,促进位错攀移,从而促进合金的延脆转变．     

快速凝固Ni-47Al合金调幅组织的TEM研究

B2结构的NiAl具有高熔点、低密度和优异的耐蚀性能,因而有希望成为一类新型的高温结构材料。但低的室温塑性是这类材料走向实用化的主要障碍。采用快速凝固的方法细化晶粒是已知能有效地改善其室温塑性的方法之一。Gaydosh等研究了熔体旋转快速凝固NiAl薄带,性能测试表明NiAl快速凝固后的弯曲断裂应变从铸态的0增加到0.9％～1.3％,进一步在1273K退火1h后应变提高到2.25％,热处理能够明显地提高塑性表明存在其它因素影响快速凝固NiAl合金的塑性,但这一问题却一直未能澄清。近年来,随着长程有序金属间化合物研究的深入,一些研究者相继在快速凝固的强有序化相Ni_3Al,Ti_3Al,FeAl等铝系金属间化合物中发现存在亚稳组织,同样作为强有序化相的NiAl,由于其有序转变的临界温度与液固温度基本重合,因而尚未见在单相成分范围内存在亚稳组织的报道。最近,我们发现接近化学计量的快速凝固NiAl合金中存在亚稳的调幅组织,而这一现象尚未见前人报道。另外,亚稳的调幅组织的发现也使热处理提高快速凝固NiAl合金塑性的现象得到了合理的解释。     

定向凝固Fe-6.5%Si合金室温三点弯曲过程中的滑移

分析了定向凝固 Fe- 6 .5 % Si合金室温三点弯曲试样中的滑移带 ,采用 EBSD方法测定了晶界位向差和晶粒取向 .结果表明 ,在横向试样近下表面两个位向差为 2 9.3°的晶粒中 ,滑移带在 { 0 0 1}面上分别与〈0 10〉方向成 2 5°和 6 0 .7°.经分析 ,这两组滑移带都不属于 { 110 }〈111〉滑移系 ,而可能属于 { 112 }〈111〉或 { 12 3}〈111〉滑移系 .     

NiAl位错核心结构的模拟

利用ＥＡＭ势函数对ＮｉＡｌ中〈１００〉，〈１１０〉刃位错和〈１００〉螺位错的位错核心结构及〈１００〉刃位错与点缺陷的交互作用进行了模拟研究．结果表明：〈１００〉刃位错在（００１）面沿［１１０］和［１１０］方向扩展，呈“蝶形”结构；而〈１００〉刃位错在｛１１０｝滑移面上位错核心结构更为紧凑，位错扩展现象不明显．这和试验中观察到的ＮｉＡｌ中位错进行〈１００〉｛１１０｝滑移，而非〈１００〉｛００１｝滑移的结果相一致．〈１１０〉位错在（００１）面沿［１１０］和［１１０］方向也有所扩展，但同〈００１〉位错相比，沿［１１０］方向位错核心扩展的宽度更大，由位错应力场导致的原子位移也更明显．通过模拟还发现〈１００〉螺位错、〈１００〉刃位错、〈１１０〉刃位错在滑移面内均无位错的分解现象．〈１００〉刃位错和点缺陷的交互作用模拟结果表明：在位错核心附近引入点缺陷列对位错核心结构的轮廓影响不明显，说明难以通过引入点缺陷，局部改变有序度的方法来影响位错核心结构     

NiAl 金属间化合物快速凝固冷却速率的估算

以热流分析为基础，估算了Ｎｉ原子分数分别为５３％和７２％的ＮｉＡｌ金属间化合物快速凝固过程中的冷却速率，研究了合金比热、熔化潜热及结晶温度间隔等对冷却速率的影响．结果发现，ＮｉＡｌ金属间化合物快速凝固过程中的冷却速率在２．５６×１０４～８．０２×１０５Ｋ／ｓ之间．快速凝固开始后的冷却速率将有所下降，下降幅度和熔化潜热及结晶温度间隔的大小有关     

NiAl晶体中点缺陷的模拟

利用嵌入原子法（ＥＡＭ）势函数,通过分子静态弛豫方法ＮｉＡｌ合金中各种点缺陷的形成能进行了模拟计算。结果表明,从点缺陷的形成能来看,在ＮｉＡｌ晶格中很难形成Ｎｉ反位置缺陷,而Ａｌ原子亚点阵位置总是被占据。当合金富Ｎｉ时,Ｎｉ占据Ａｌ位置形成Ａｌ的反位置缺陷;当合金富Ａｌ时,形成Ｎｉ空位。点缺陷周围原子的位移情况及双空位形成能与空位之间间距的关系的研究表明,随着两个空位之间距离的增大,其交互作用逐渐     

高应变速率下Ti-47%Al-1.5%Cr-0.5%Mn-2.8%Nb合金的拉伸性能

采用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ拉杆技术和常规拉伸技术,在室温、５×１０－４～８００ｓ－１应变速率范围内研究了具有复相（ＤＰ）和全片层（ＦＬ）组织的Ｔｉ－４７％Ａｌ－１．５％Ｃｒ－０．５％Ｍｎ－２．８％Ｎｂ合金的拉伸力学性能．发现在高应变速率（动态）和低应变速率（静态）条件下两种组织都呈现出接近零塑性．ＤＰ组织的抗拉强度（σｂ）比ＦＬ组织的高,同种组织动态σｂ比静态的高．扫描电镜断口分析结果表明,两种组织的静态和动态的断裂方式基本相同,都是以穿晶解理为主,局部区域伴有沿晶开裂;ＴｉＡｌ合金的动态脆性和静态脆性一样,主要不是由环境因素造成．