氢在无序态和有序态Ni3Fe合金中的扩散行为

采用电解渗氢的方法研究室温下氢在无序态和有序态Ni₃Fe合金中的扩散行为.研究结果表明,在相同渗氢温度下,渗氢后的Ni₃Fe合金的延伸率随渗氢时间的增加而降低,拉伸断口上的沿晶断裂区(IG)的深度随渗氢时间的增加而增加;在相同渗氢时间下,合金拉伸断口上的沿晶断裂区的深度随渗氢温度的增加而增加.沿晶脆性断裂区的深度与渗氢温度和时间的关系符合菲克扩散方程的解.时间滞后法计算结果表明,氢在无序态Ni₃Fe合金中的表观扩散系数高于在有序态合金中的表观扩散系数.氢在无序态和有序态Ni₃Fe合金中的扩散激活能分别为44.9 kJ/mol和29.5 kJ/mol.     

硼对有序态Ni_3Fe合金氢气环境中氢脆敏感性的影响

硼含量（0.01～0.06wt.%B）对有序态Ni-24at.%Fe合金在真空和氢气环境中的力学性能有较大的影响,对有序态Ni3Fe合金在氢气环境中的氢脆敏感性也有较大的作用.研究结果表明,加硼后有序Ni3Fe合金的晶粒尺寸得到细化,材料的强韧性提高 硼有效抑制了有序态Ni-24at.%Fe合金在氢气环境中的氢脆.当合金中硼含量为0.06wt.%时,有序态Ni3Fe合金在氢气环境中的氢脆因子（IH2）为1%,与无硼Ni3Fe合金相比,合金氢脆因子的下降幅度达到98.7%.在氢气环境中拉伸时,无硼有序态Ni3Fe合金的断口形貌为完全的沿晶断口 随着Ni3Fe合金中硼含量的增加,合金断口形貌中的沿晶断口所占比例逐渐减少 当合金中的硼含量大于0.03wt.%后,断口形貌变为全部塑性的韧窝状断口.合金的断口形貌变化表明,有序态Ni3Fe合金中的硼提高了合金的晶界强度.硼对有序态Ni3Fe合金在氢气环境中力学性能和氢脆因子的作用变化表明,硼对有序态Ni3Fe合金中由氢气诱发的环境氢脆有较强的抑制作用.     

有序态和无序态Ni3Mn的环境氢脆

研究了有序和无序Ni3Mn在室温下不同气氛(真空、空气、和氢气)中的力学性能.结果表明:有序态和无序态Ni3Mn不存在明显的由空气中水汽诱发的环境氢脆;在氢气气氛中,两者均存在明显的环境氢脆现象,且无序态脆性程度略高于有序态.有序Ni3Mn的拉伸曲线存在明显的屈服平台,而无序态没有.有序态强度高于无序态.扫描电镜观察表明:无序态和有序态Ni3Mn在真空和空气中全部为韧性断口.在氢气中,无序态基本为沿晶断口,而有序态则表现为穿晶和沿晶混合断口.     

Fe含量对有序态Ni4Mo合金晶体结构及性能的作用

研究了Fe含量对有序态Ni_4Mo合金晶体结构及力学性能的作用,结果表明:当在有序态Ni_4Mo合金中添加的Fe含量小于10%时,合金的晶体结构仍为单相有序D1a结构;而当Fe含量为10%时, Ni_(70)Mo_(20)Fe_(10)合金的晶体结构变为单相有序面心立方结构;如果继续增加合金中的Fe含量,则在合金中析出了密排六方结构的第二相. Fe元素通过改变合金的晶体结构显著提高了有序态Ni_4Mo合金拉伸时的延伸率,有序态Ni_(70)Mo_(20)Fe_(10)合金在真空中的延伸率达到了30.9%,比有序态Ni_4Mo合金的延伸率提高了12倍. Fe合金化也有效降低了有序态Ni_4Mo合金在氢气环境中的脆性敏感性.     

有序化对(Fe,Ni)3V合金环境氢脆的影响

研究了室温下不同有序度的(Fe,Ni)3V在真空、空气和氢气中的力学性能.结果表明不同有序度的(Fe,Ni)3V均不存在空气中水气诱发的环境氢脆;无序态(Fe,Ni)3V在氢气环境下存在轻微的脆性;而有序态在氢气中有强烈的脆化作用,其脆性随有序化程度提高而增加.扫描电镜观察表明无序态合金在不同气氛中断裂时全部为韧性断口;有序态合金在空气和真空中基本上也为穿晶韧性断口,但在氢气中的断口形貌大部分为脆性断口.     

Ni3Fe的环境氢脆研究

研究了有序和无序态Ｎｉ３Ｆｅ在室温下不同气氛（ａｉｒ、Ｏ２、Ｈ２）中的力学性能。结果表明,环境对无序态Ｎｉ３Ｆｅ没有脆化作用;对有序态Ｎｉ３Ｆｅ,空气脆化效应不明显,而Ｈ２却有强烈的脆化作用,且随形变速率降低而增加。扫描电镜观察表明：无序ＮｉＦｅ在不同气氛中断裂时全部为韧性断口;有序Ｎｉ３Ｆｅ在Ｈ２中全部为沿晶断口,在空气和Ｏ２中表现为沿晶和穿晶的混合断口。     

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.     

Al/Fe/Ni界面固态扩散实验分析

采用“铆钉法”制备了含有Al／Fe／Ni和Fe／Ni两相界面和Al／Fe／Ni三相交接点的扩散偶,利用光学显微镜、扫描电镜背散射技术和微区能谱分析技术对扩散偶的界面反应区域进行了观察分析。结果表明,两相界面处金属间化合物新相的生成受扩散动力学和热力学双重因素的控制,Al／Ni和Al／Fe两相界面均生成富Al金属间化合物,Fe／Ni界面上只存在界面模糊的固溶体组织,Al／Fe／Ni三相交接点附近没有三元金属间化合物生成。     

合金凝固组织对氢扩散和MH电极性能的影响

用电位阶跃法和恒电流充放电法研究了贮氢合金凝固组织中的氢扩散行为和合金氢化物（ＭＨ）电极放电的速度特性．研究表明：合金ＭＬＮｉ３．４５（ＣｏＭｎＴｉ）１．５５的各凝固组织中氢扩散系数及合金的电极性能均明显不同，随合金凝固时冷却速度增大，氢扩散系数和晶胞体积减小；合金电极的高倍率放电率主要取决于氢在合金中的扩散速度和电极表面的电催化活性．定向凝固组织具有良好的放电速度特性与其凝固组织中存在Ｎｉ的析出相关系密切．     

Ti3Al基合金中氢扩散动力学研究

本文研究了Ｔｉ－２４Ａｌ－１１Ｎｂ－３Ｖ－１Ｍｏ合金在５００—６５０℃温度范围内的气相充氢过程．结果表明：在一定温度下，合金中的氢浓度随充氢时间的变化呈抛物线关系．通过求解扩散方程，得到氢在合金中的表观扩散激活能为９０．４０ｋＪ／ｍｏｌ．研究还表明合金中的平衡氢浓度与充氢温度有关．     

铁铝原子在金属间化合物形成中的扩散

采用铁铝扩散偶,研究铁铝原子在化合反应中的扩散和金属间化合物的形成机理,扩散偶在铁铝低共熔反应温度上下进行热处理,结果表明,扩散偶在低于共熔反应温度处理时,在扩散偶铁－铝界面铁的一侧,通过铝原子的扩散,形成了富铝相金属间化合物ＦｅＡｌ２;而在高于共熔反应温度处理时,则在铁－铝界面上,通过铁、铝原子的互扩散形成了金属间化合物Ｆｅ３Ａｌ５,并随时间向两旁生长,两种化合物均为多孔体。研究发现铁、铝原子的     

Ni含量对Fe3Si基合金组织的影响

通过X-射线衍射、能谱、SEM金相等方法,对5种不同Ni含量样品的显微结构进行了分析,结果表明：Ni质量分数为0%的Fe2Si基合金都存在六方结构的含镍富硅Fe2Ti相析出;当Ni质量分数在0%～2%范围内变化时,Ni的添加对富硅Fe2Ti的析出影响很小;而当Ni增加到3%,Ni的添加急剧促进富硅Fe2Ti的析出;当Ni的添加超过一定量（约2%）时就能明显促进Fe2Si基合金的动态再结晶以及静态再结晶。     

稀土在Ni_3Al中分布的STEM研究

采用STEM-ED研究了稀土在Ni_3Al奥氏体合金中的分布。结果表明,含有0.095wt％RE的Ni_3Al合金在450℃—480℃之间保温时,发现RE在奥氏体晶界有显著的偏聚。在950℃以上保温,晶界上没有发现RE的偏聚。同时,当Ni_2Al合金在550℃—650℃之间保温时,产生了含Ni、Al和RE的第二相均匀析出。     

循环伏安法测定氢在贮氢合金中的扩散系数

利用循环伏安法测定了氢在钒基固溶体V3TiNi0.56Cr0.1贮氢合金中的扩散系数.氢的氧化峰峰值电流IP与扫描速度的平方根υ1/2之间有较好的线形关系,说明整个反应受氢原子的扩散控制.扩散系数为DH=9.8×10-8cm2/s.结果表明:钒基固溶体V3TiNi0.56Cr0.1贮氢合金电极的大电流放电性能较差.     

原位合成VC和TiC颗粒对Fe3Al基合金显微组织的影响

以Fe3Al金属间化合物作为基体,采用反应铸造法制备了含VC,TiC颗粒Fe3Al基合金并研究了颗粒相在Fe3Al合金中的形成机理及颗粒相的加入对Fe3Al基合金显微组织结构的影响。结果表明,TiCp在高温液态熔体中原位合成,且在基体中均匀分布,可以作为异质形核核心而细化Fe3Al基合金铸定组织,从而改善Fe3Al合金的热加工性能;VCp是在固相中形核并长大的,对铸态组织的细化作用下明显,但其对热加工后再结晶组织的细化作用甚于TiCp。