简介:采用Gleeble-1500热模拟机高温压缩试验,研究5A01铝合金在应变速率为0.01~1s^-1、变形温度为350~450℃条件下的流变行为,并利用光学显微镜分析合金在不同压缩条件下的组织形貌特征。结果表明:应变速率和变形温度的变化强烈影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。采用双曲正弦形式ARRHENIUS的关系来描述5A01铝合金高温压缩变形时的流变应力行为,获得的材料常数A、a、11和Q分别为0.06831s^-1、0.0094MPa、2.7089和161.14kJ/mol;在应变速率为0.01s^-1叫及变形温度低于400℃条件下变形时,5A01铝合金组织为纤维组织,而当变形温度升高到450℃时,再结晶程度很高,出现大量等轴晶。
简介:以氩气雾化法制备的镍基高温合金FGH96粉末为原料,采用放电等离子烧结(sparkplasmasintering,SPS)工艺制备FGH96高温合金,同时在与SPS工艺相同条件下对原料粉末进行热处理,并采用热等静压(hotisostaticpressing,HIP)工艺制备FGH96高温合金,通过分析在不同SPS温度或不同保温时间下合金的微观组织与晶粒尺寸以及对比热处理后的粉末和热等静压合金的晶粒取向与晶粒尺寸,研究SPS镍基粉末高温合金的组织特征。结果表明,合金在SPS40min后达到高度致密。烧结温度为1070℃时,合金的显微组织为细小的胞晶和枝晶组织,碳化物析出相主要分布在晶粒内部、少量分布在晶界上,未观察到明显的原始颗粒边界(priorparticleboundaries,PPBs)。烧结温度为1170℃时,合金的显微组织为等轴晶晶粒,碳化物析出相沿PPBs分布,且存在明显的PPBs。放电等离子烧结工艺能在一定程度上消除原始颗粒边界,但改善合金晶粒尺寸的作用不明显。
简介:采用电子束和真空白耗电弧熔炼法制备Nb-Ti-Al(质量分数,%)合金,利用料浆熔烧法在合金表面制备Si—Cr-Ti涂层,研究在1400℃下合金与涂层的氧化行为。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及电子探针微区分析(EPMA)研究基体与涂层氧化前后的组织形貌变化及成分分布。结果表明:Nb.40Ti-7A1合金在1400℃氧化1~11h后,氧化产物均主要为TiNb2O7、TiO2、Al2O3;氧化前,涂层丰要由(Nb,Ti,Cr,A1)Si2主体层与(Ti,Nb,Al)5Si3过渡层组成,高温氧化后涂层表面形成含有A1203、Ti02的Si02阻挡层;合金与涂层的氧化行为均遵循抛物线规律,合金在1400℃氧化11h的单何面积质量增量为161.98mg/cm2,而涂覆涂层后单位面积质量增量降至9.56mg/cm2,表明Si-Cr-Ti涂层具备良好的高温抗氧化性能。
简介:采用气体雾化法制备Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25(Y2O3)铁基合金粉末,分别在该粉末中添加1%Al粉和1%Fe2O3粉,在1250℃下热挤压,随后在1050℃热处理。通过X射线衍射、扫描电镜和光学显微镜等研究Al和Fe2O3对铁基合金热挤压和热处理态显微组织的影响。结果表明:与基体合金相比,Al的添加可促进铁素体基体中元素的扩散,导致晶粒尺寸增大,同时由于Fe、Al互扩散系数的差异引起柯肯达尔效应,使合金孔隙度增大;添加Fe2O3后合金的孔隙度更大,氧化物和大量残余孔隙阻碍晶粒长大,因而晶粒尺寸减小。3种合金在1050℃进行热处理时晶粒的长大规律均满足BECK方程,添加Al可提高合金的晶粒生长指数,而添加Fe2O3则相反。
简介:采用等离子旋转电极雾化工艺制备名义成分为Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W(原子分数,%)的预合金粉末,并经热等静压致密化得到TiAl基合金坯料。对热等静压坯体进行包套锻造,始锻温度为1150~1200℃,并控制应变速率为0.1~0.01s-1,研究包套锻造后TiAl基合金的高温力学性能。结果表明,包套锻造后组织得到了一定程度的细化和均匀化,从而使合金的高温力学性能得到提高,但由于显微组织中有少量微裂纹存在,导致包套锻造TiAl基合金仍呈现较低的伸长率。TiAl基合金在进行高温拉伸时,首先在试样内部形成微裂纹或微孔,随拉伸过程的进行微裂纹或微孔扩展、连通,最终使试样断裂。
简介:采用放电等离子烧结法,通过高温压缩性能测试和扫描电镜(SEM)观察,研究粉末制备工艺和烧结温度对W-9.8Ni-4.2Fe合金在800℃下高温压缩性能的影响。结果表明,高能球磨粉末烧结合金的硬度和高温压缩性能均优于混合粉末烧结合金;在1150℃下球磨粉末烧结合金的压缩强度最高,达到1150MPa,但当烧结温度在1050~1250℃范围内变化时,烧结合金的压缩应力应变曲线变化并不显著。
简介:陶瓷与金属连接具有重要的工程应用背景,然而却面临诸多技术难关,连接件的热应力缓解便是其中之一。本文作者采用弹性有限元方法,对采用不同材料作为中间层得到的实际连接尺寸的SiC陶瓷与Ni基高温合金连接件的应力进行计算,并结合各种材料的塑性对连接件的应力进行定性分析。计算结果表明,SiC陶瓷与Ni基高温合金直接连接产生的热应力很大。最大轴向拉应力位于陶瓷近缝区,导致连接件强度偏低或断裂。采用功能梯度中间层或软金属中间层能在一定程度上缓解热应力;硬金属中间层虽然不能缓解应力,但能改善应力分布状态,使最大轴向拉应力迁移出比较薄弱的陶瓷一侧,有利于连接强度的提高;采用软、硬金属复合中间层具有较好的缓解应力和改善应力分布的效果,但却较多地增加了连接件的界面,有可能导致负面效应,在实际工程应用中需要根据具体情况,权衡利弊,综合考虑。
简介:β-Ti型结构的钛基材料在生物材料领域具有广泛的应用前景。本文采用机械合金化法和放电等离子烧结制备β-Ti型Ti-Nb基合金,研究不同Nb,Fe含量对合金显微组织及力学性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)等手段分析合金的显微组织变化情况。结果表明:机械合金化过程中,粉末的平均粒度减小,当球磨时间超过60h时粉末易发生团聚。当球磨转速为300r/min,球料比为12:1,Ti和Nb的质量分数分别为64%和24%时,球磨100h后制备的粉体材料中具有一定体积的非晶相。该粉末在1000℃下通过放电等离子烧结(SPS)制备具有均匀细小的球状晶粒组织的Ti-Nb合金,其强度、伸长率和弹性模量分别为2180MPa,6.7%和55GPa。通过控制Nb,Fe的含量,可以促进β-Ti相形成,获得高强度和低杨氏模量的Ti-Nb合金。
简介:以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。
简介:以大通量、大孔径的FeAl金属问化合物多孔材料作支撑体,在其上制备1层小孔径的同质FeAI多孔膜,得到均质FeAl金属间化合物多孔膜材料。采用SEM和孔结构测试,研究膜层厚度对FeAl多孔膜材料最终孔结构参数的影响,并对FeAl膜材料的高温抗氧化性能进行研究。结果表明:所制FeAl多孔膜材料表面平整,无裂纹等缺陷;随膜层厚度的增加,FeAl多孔膜材料的最大孔径、透气度均降低,相对十支撑体,膜厚为120pm时的最大孔径从11.7pm减小至9.3pm,透气度减小幅度为45.2%。FeAl多孔膜材料具有优异的高温抗氧化性能,经550℃循环氧化40h后,膜厚分别为120、180和260pm的试样的质量变化率仅分别为1.87%、1.25%和0.25%。
简介:利用粉末冶金方法研制了Sm(CobalFe0.24Cu0.08Zr0.027)7.0,Sm(CpbalFe0.27Cu0.05Zr0.027)7.0,Sm(CobalFe0.26Cu0.05Zr0.026)7.03种高温永磁,并对其磁性能、温度稳定性和显微结构进行了分析.结果表明:样品Sm(CobalFe0.27Cu0.05Zr0.027)7.0具有最高的内禀矫顽力(2165.6kA·m-1)和最大磁能积(212.0kA·m-3);3种磁体的温度系数都较低,最高使用温度均在400℃以上,大大高于一般商用磁体;增加Sm,Co,Cu的含量和减少Fe的含量可以提高材料的温度稳定性.X射线分析表明,合金中含有Sm2(Co,Fe)17主相,Sm(Co,Cu)5相,含Zr化合物等.Sm(Co,Cu)5相、单质Zr、晶粒边界等钉扎畴壁,使合金具有较高的矫顽力.