Fe对氢在无序态和有序态Ni3Fe合金中扩散的影响

研究阴极渗氢时Fe的化学计量比对氢原子在无序态和有序态Ni₃Fe合金中扩散的影响.在相同渗氢条件下,随着Fe含量的增加,渗氢后无序态和有序态Ni₃Fe合金的拉伸延伸率逐渐增加,断口上的沿晶断口深度逐渐减小.时间滞后法计算结果表明,在相同渗氢条件下,随着Fe含量的增加,氢在无序态和有序态Ni₃Fe合金中的表观扩散系数和表观扩散激活能逐渐减少.在相同条件下,氢在无序态Ni₃Fe合金中的扩散系数大于氢在有序态Ni₃Fe合金中的扩散系数.     

金属间化合物环境氢脆的研究进展

总结了不同合金元素对Ll2型金属间化合物环境氢脆的影响.证明硼对Ni3Al的韧化主要是由于硼强烈降低氢的沿晶扩散,从而抑制由水汽诱发的环境氢脆.但硼在相同结构的Co3Ti中并没有上述作用,这是由于硼不偏聚在Co3Ti晶界上,不能有效降低氢的扩散系数.而Fe却可有效抑制Co3Ti中由水汽诱发的环境氢脆,其机理是Fe抑制了合金与水汽的表面反应速度.     

Nb 对氢在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中扩散行为的作用

采用电化学氢渗透方法研究氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 和 Fe-13Cr-6Al-2Mo-0.5Nb 合金中的扩散行为, 分析了 0.5%Nb(质量分数, 下同)对氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中扩散行为的作用. 研究结果表明: 当在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中添加 0.5%Nb 后, 合金的晶粒得到细化, 同时合金中析出大量弥散分布的细小 Fe$_{2}$Nb 相. 0.5%Nb 的添加大幅度降低了氢原子在 Fe-13Cr-6Al-2Mo 合金中的表观扩散系数, 使氢原子在合金中的扩散激活能提高了 50.3%. Nb 原子通过提高合金中的氢陷阱浓度, 有效降低了氢原子在 FeCrAlMo 基合金中的扩散速率.     

钛合金中氢化物析出惯习面的研究

该文用光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)观察了α—Ti合金及近α—Ti合金的原始组织及充氢后氢化物形貌，用迹线分析的方法标定了氢化物析出的惯习面。结果表明，Ti—2Al—2．5Zr的惯习面为{11^-21)或{20^-21)，Ti-4Al-2V的惯习面为{10^13)或{11^25)。     

氢对Ti3Al基合金组合和性能的影响

本文研究了６００℃气相充氢对Ｔｉ３Ａｌ基合金组织和性能的影响，实验结果表明：气相充氢过程受氢在合金中的扩散过程所控制，而且是可逆的，在充氢过程中形成的氢化物Ｔｉ３ＡｌＨ在充氢温度下极易分解，在弯曲实验中，充氢后的Ｔｉ３Ａｌ基合金的最大抗弯强度和最大挠度值均随浓度增加而显著降低，断口形貌表明，氢在晶格中固溶和裂纹在氢化物Ｔｉ３ＡＨ（１１１）晶面缺陷处形成是导致合金机械性能降低的主要因素。     

金属间化合物的环境氢脆

总结金属间化合物两类室温环境氢脆的研究成果.金属间化合物的环境氢脆涉及两个主要过程,即氢原子的产生和氢原子在合金中的扩散.实验结果证实,在空气中氢原子的产生途径是合金中的活性元素与水汽发生表面反应,而在氢气中则是合金表面的过渡族元素催化裂解氢气分子成为氢原子.抑制金属间化合物发生环境氢脆的有效途径是合金化.硼可以完全抑制Ni₃Al合金中由水汽诱发的环境氢脆,其主要机理是硼原子强烈降低了氢原子的沿晶扩散系数.铁可以有效抑制Co₃Ti合金中由水汽诱发的环境氢脆,其机理是铁原子抑制了合金与水汽的表面反应.硼可以完全抑制有序态Ni₃Fe合金中由氢气诱发的环境氢脆,其机理是硼原子偏聚在晶界上,降低了合金的晶粒尺寸,提高了合金的晶界强度,显著降低了氢原子的沿晶扩散系数.     

环境对高熵合金Al_(0.1)CoCrFeNi力学性能的影响

研究高熵合金Al_(0.1)CoCrFeNi在真空、空气和不同压力氢气中拉伸时,环境对合金力学性能的影响.研究结果表明:当Al_(0.1)CoCrFeNi合金在空气和氢气环境中拉伸时,少量氢原子进入合金后对其延伸率存在明显的改善作用;随着拉伸环境中氢气压力的增加,合金的延伸率随之提高,而当氢气压力大于0.010 MPa后,合金延伸率的提升速率明显减缓;在3种环境中拉伸时,合金的断口形貌均为韧窝状塑性断口,且在断口存在微孔洞.     

金属间化合物在氢气中的脆化

实验表明,不同类型金属间化合物在氢气中的氢脆敏感性呈如下次序:Co3Ti＞Ni3Al＞Fe3Al＞TiAl.上述次序可能与组成金属间化合物的过渡元素对H2的催化裂解成原子氢的能力有关.证明有序及无序态Ni3Fe不存在空气中由水汽诱发的环境氢脆,在H2气氛中无序态也不存在脆性,但有序态Ni3Fe则存在严重的环境氢脆.研究并讨论了(Co,Fe)3V合金在有序及无序状态下在H2中的脆化本质.     

H和B原子在有序态Ni3Fe表面的吸附

采用基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理方法,对H和B原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面的吸附进行研究.结果表明,B原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面的吸附能远低于H原子,从而更容易被有序态Ni3Fe合金(111)表面吸附,形成稳定结构.这导致H原子在有序态Ni3Fe合金表面的吸附机会大大减少,降低了有序态Ni3Fe合金在氢气中的环境氢脆.进一步的电子结构分析表明,H原子的表面吸附能高于B原子是由于H原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面吸附时,H原子的反键态被推到了费米面以上所引起的.     

Fe的化学计量比对金属间化合物Ni_3Fe环境氢脆的影响

研究不同Fe化学计量比的无序态、有序态金属间化合物Ni3Fe合金在真空和氢气环境中拉伸的力学性能和断口形貌.结果表明,当Ni3Fe合金的成分偏离化学计量比时,合金的相组成不发生变化,但合金的力学性能和在氢气环境中的氢脆敏感性却随之发生变化.非化学计量的Ni3Fe合金在真空和氢气中的塑性增加,氢脆因子(IH2)降低.不同Fe化学计量比的有序态Ni3Fe合金氢脆敏感性的差异与合金的有序度有关,化学计量的Ni3Fe合金有序度最高,环境氢脆敏感性也最高;非化学计量的Ni3Fe合金有序度降低,环境氢脆敏感性也随之降低.