首页

金属学报 [ACTA METALLURGICA SINICA]

基本信息

  • ISSN:0412-1961
  • 语种: Chinese;
  • 出版格式: Print;
  • 期刊网址: 点此访问

出版信息

  • 出版时间:1956-
  • 出版者:中国科学院金属研究所
  • 出版格式: Print;
  • 总访问量:1704414次
  • Ni3Al 基单晶合金IC21 的微观组织及力学性能

    关键词: Ni3Al; IC21 单晶合金; 低成本; 低密度; 高温力学性能; 抗氧化性能;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:针对高压涡轮导向叶片服役性能需求特点研发了一种低密度、低成本、高强度Ni3Al 基单晶合金IC21. 该合金的Re含量不大于1.5%, 密度小于8.0 g/cm3. 金相法测得合金的初熔温度约为1345 ℃. 经过标准热处理后, IC21 合金中g'相分布均匀, 体积分数为80%左右, 尺寸约为420 nm, 具有较高的g'相立方化程度和排列有序度. IC21 单晶合金在1100 ℃下抗拉强度为490 MPa, 屈服强度为470 MPa, 在1100 ℃, 140 MPa条件下的持久寿命可达170.5 h, 1150 ℃, 100 MPa条件下的持久寿命可达110.0 h. IC21 单晶合金具有良好的高温组织稳定性和较好的抗高温氧化性, 1080 ℃长期热暴露后, 没有拓扑密堆相析出, 在1100 和1150 ℃大气中100 h 的氧化动力学曲线遵循抛物线规律, 氧化增重速率分别为0.015 和0.045 mg/(cm2·h). 组织结构分析表明, 该单晶合金的高温强度主要来源于高的g'相含量、高的合金错配度和致密的界面位错网结构.

    点击量 934 下载量 133 评论 0
  • 三代核电接管安全端异种金属焊接接头的显微表征

    关键词: 异种金属焊接; 显微结构; 显微硬度; 成分分布; 晶界类型; 残余应变;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:利用OM, TEM, SEM, 显微硬度仪, AFM, 磁力显微镜(MFM)和扫描Kelvin 探针(SKPFM)等微观分析手段, 分析了先进压水堆核电站反应堆压力容器安全端异种金属焊接接头低合金钢A508/镍基焊料52M/奥氏体不锈钢316L的金相组织、显微硬度、主要合金元素、晶界类型以及残余应变的分布, 并对比了整个焊接接头不同厚度上的组织和性能. 结果表明,焊缝厚度方向上组织和硬度没有显著差别, 底焊位置出现一层未熔焊料形成的细小等轴晶, 在316L母材热影响区(HAZ)内残余应变较焊接件其它位置高, 熔合线附近具有复杂的微观结构、显微硬度、晶界类型、元素成分和残余应变分布. TEM和MFM分析表明, 母材316L基体内有富Cr, Mo元素的颗粒状析出相, SKPFM的结果显示该析出相Volta 电势较基体更负, 因而更不耐腐蚀.

    点击量 1116 下载量 124 评论 0
  • 钛铝金属间化合物的进展与挑战

    关键词: 钛铝金属间化合物; 低成本工艺; 应用; 技术挑战;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:按照起步(1974~1985 年), 热潮(1986~1995 年), 兴起(1996~2005 年)和特定应用(2006 年~) 4 个阶段回顾了钛铝金属间化合物的研发历程, 评述了各阶段对钛铝合金发展起到主导作用的里程碑事件, 简要总结了在合金化、显微组织类别、一次加工(熔炼)、二次加工(热加工)、性能、三次加工(成形)等6 个方面的主要进展. 提出了钛铝合金未来发展面临的5 方面挑战: 铸造合金与技术的进一步发展、低成本变形合金技术、第三代合金研制、基于新制备技术的新应用以及新成形工艺研发.

    点击量 1438 下载量 177 评论 0
  • 磁控溅射沉积Ti/TiN多层膜的组织特征及耐磨损性能

    关键词: Ti/TiN 多层膜; 磁控溅射; 循环周期; 组织结构; 磨损性能;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:采用固定Ti 间隔层厚度, 改变TiN 层厚度的方法在Ti6Al4V合金表面制备Ti/TiN 多层膜, 研究循环周期对Ti/TiN 多层膜的相结构、形貌特征、结合力、硬度和在模拟人体液中摩擦磨损行为的影响. 结果表明, 与TiN 单层膜相比, Ti/TiN 多层膜中TiN 由(111)择优取向转变为(200)择优取向, 多层膜表面粗糙度、硬度和结合力得到显著改善. 增加循环周期降低Ti/TiN 多层膜表面硬度, 但有利于提高结合强度. 多层Ti/TiN 膜的强韧化主要来自于TiN 层的细晶强化和界面共格强化效应.当TiN 与Ti 层厚度比为30, 循环周期为3 时, Ti/TiN 多层膜具有良好的综合性能, 硬度为15.8 GPa, 结合强度为50 N, 摩擦系数为0.35, 体积磨损率低于4.0×10-6mm3/ (N·m).

    点击量 1218 下载量 137 评论 0
  • Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金表面ZrSi2-NbSi2复合渗层的组织及其抗高温氧化性能

    关键词: Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金; ZrSi2-NbSi2复合渗层; 组织形成; 抗氧化性能;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:采用先磁控溅射Zr 膜, 再Si-Y扩散共渗的方法, 在新型Nb-Ti-Si-Cr 基超高温合金表面制备了ZrSi2-NbSi2复合渗层, 分析了渗层的显微组织及形成机制, 并研究了其在1250 ℃的恒温氧化行为. 结果表明, 1150, 1250 和1350 ℃下Si-Y共渗4 h 所制备的渗层具有相似的显微组织, 均主要由ZrSi2外层, (Nb, X)Si2 (X=Ti, Cr, Zr 和Hf)中间层和(Ti, Nb)5Si4内层组成.恒温氧化实验结果表明, 所制备的渗层具有优异的抗高温氧化性能. 氧化时渗层表面形成了由SiO2, TiO2, ZrSiO4和Cr2O3混合组成的致密氧化膜, 能够在1250 ℃空气中保护基体合金至少100 h 不被氧化.

    点击量 1248 下载量 136 评论 0
  • 晶界工程对于改善304奥氏体不锈钢焊接热影响区耐晶间腐蚀性能的影响

    关键词: 304 奥氏体不锈钢; 晶界工程; 热影响区; 晶间腐蚀; 焊接;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:通过拉伸变形5%及1100 ℃退火30 min 的晶界工程(GBE)处理工艺, 将304 奥氏体不锈钢低Σ重合位置点阵(CSL)晶界比例提高到75% (Palumbo-Aust 标准)以上, 形成大尺寸的“互有Σ3n取向关系晶粒的团簇”显微组织. 采用钨极气体保护焊焊接样品, 对焊接后样品的HAZ区域进行显微组织表征和耐腐蚀性能测试. 结果表明, GBE处理过的304 奥氏体不锈钢具有较好的晶界网络稳定性, HAZ区域内仍具有高比例低ΣCSL晶界, 并且晶粒尺寸并未明显变大. 在晶间腐蚀浸泡实验和电化学动电位再活化法(EPR)测试中, GBE处理的样品HAZ敏化区都表现出了更好的耐腐蚀性能, 表明晶界工程可以有效改善304 奥氏体不锈钢焊接热影响区耐晶间腐蚀性能.

    点击量 1335 下载量 140 评论 0
  • Cr5Mo/A302异质焊接接头C扩散及其对高温蠕变寿命的影响

    关键词: Cr5Mo/A302 异质焊接接头; C扩散; C扩散影响因子S;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:基于时效处理实验、微观硬度测量和Fick 第二定律, 对Cr5Mo/A302 异质焊接接头的C扩散行为进行研究, 随后对已存在200 μm脱碳层的异质焊接接头和没有脱碳层的焊态接头进行持久实验, 研究了脱碳层在不同应力水平下对接头寿命的影响. 结果表明, 随时效时间的延长, 增、脱碳现象加剧, 增、脱碳层的宽度变化均遵循抛物线型规律, 实验测量结果与Fick 第二定律拟合结果基本一致. 预先形成的脱碳层在高应力条件下, 可以成倍降低接头持久高温寿命, 导致接头发生提前断裂, 但是随着应力水平不断降低, 断裂时间不断提高, 预先形成的C扩散对接头持久寿命的影响程度不断下降, 当应力降低到接头抗拉强度的36%以下后, 其影响可以忽略. 建立了C扩散影响因子S 与应力的关系, 并确定了已存在脱碳层对高温持久寿命不产生影响的临界应力值.

    点击量 1434 下载量 127 评论 0
  • 终冷温度对Mn系超低碳HSLA钢组织及低温韧性的影响

    关键词: 超低碳低合金高强钢; 贝氏体组织; 低温韧性; 板条块; 晶体学特征;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:研究了终冷温度(550, 450 和350 ℃)对Mn系超低碳高强度低合金钢组织及低温韧性的影响. 力学性能的测试结果表明, 在终冷温度为450 ℃时, 实验钢获得良好的强韧性配合, 屈服强度为775 MPa, 韧脆转变温度为-55 ℃. 组织观察及晶体学表征结果表明, 随着终冷温度的降低, 组织逐渐由粒状贝氏体向板条贝氏体和板条马氏体转变; 终冷温度为450 ℃时, 组织以板条贝氏体为主, 多数的板条束包含三组不同的板条块, 有效晶粒尺寸最小, 大角晶界比例达到最大. 解理裂纹扩展路径的观察结果表明, 具有大角晶界的贝氏体板条块对解理裂纹扩展具有显著的阻碍作用, 因此板条块尺寸细化、大角晶界比例增加是低温韧性改善的主要原因.

    点击量 1508 下载量 112 评论 0
  • 强制对流搅拌流变压铸AZ91D镁合金的组织与性能

    关键词: AZ91D镁合金; 强制对流搅拌; 流变压铸; 组织演变; 力学性能; 热处理;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:依据强制对流搅拌原理, 成功自主研制出强制对流搅拌(FCM)制浆设备, 并与压铸机相结合, 以AZ91D镁合金力学拉伸件为例, 实现了浆料制备、输送到成形的一体化流变压铸过程; 研究了不同FCM工艺参数下流变压铸件组织特征的演变; 对比了不同工艺下压铸件力学性能的差异; 并分析了FCM流变压铸工艺组织形成机理及凝固行为. 结果表明: FCM工艺参数对铸件的显微组织有较大影响, 适当提高螺杆转速或降低筒体温度, 均有利于成形件组织形貌的改善; FCM流变压铸工艺不仅可以获得内部组织细小、圆整且分布均匀的成形件, 而且可以显著提高成形件的力学性能; 与传统压铸件相比,FCM流变压铸件的屈服强度变化不大, 抗拉强度和延伸率分别提高了12.5%和80.0%; 与经T4 和T6 热处理的铸件相比, 铸态拉伸件的抗拉强度最低, 屈服强度和伸长率介于T4 和T6 之间.

    点击量 1819 下载量 135 评论 0
  • Zr含量对Nb-Ti-Si基超高温合金组织及抗氧化性能的影响

    关键词: Nb-Ti-Si基超高温合金; 相组成; 显微组织; 高温氧化;

    提交时间: 2023-03-19

    摘要:Nb- Ti- Si base in situ composites which consist of Nb solid solution (Nbss) and silicides (a-Nb5Si3, b-Nb5Si3, g-Nb5Si3 and/or Nb3Si) phases, have shown great potential as alternative materials to Ni-based superalloys due to their high melting points (beyond 1700 ℃ ), good formability, low density (6.6~7.2 g/cm3) and high strength. However, a major hindrance to the applications of these alloys at elevated temperatures is their poor oxidation resistance. Alloying is an effective method to improve the integrated properties of the alloys, especially for the oxidation resistance. Up to now, many beneficial elements such as Ti, Al, Cr and Sn have been employed to ameliorate their oxidation resistance. Nevertheless, there is no systematic and comprehensive investigation on the effect of Zr contents on the microstructure and oxidation behavior of the alloys based on Nb-Ti-Si system. The aim of this work is to clarify the effects of Zr contents on phase selection, microstructure and high temperature oxidation resistance of Nb-Ti-Si based alloys in detail. The constituent phases, microstructure and composition of the alloys under as- cast state and after oxidation were investigated by OM, XRD, SEM and EDS. Thus, six Nb-Ti- Si base ultrahigh-temperature alloys with compositions of Nb-22Ti-15Si-5Cr-3Hf-3Al-xZr (x=0, 0.5, 1, 2, 4, 8, atomic fraction, %) were prepared by vacuum non-consumable arc-melting. The results show that the alloys with different Zr contents are mainly composed of Nbss and g-(Nb, X)5Si3 (X represents Ti, Hf, Cr and Zr). However, the addition of Zr has an obvious affect on the microstructure of Nb-Ti-Si base alloys. Both the sizes and amounts of primary g- (Nb, X)5Si3 increase with increase in Zr contents. Alloys with different Zr contents were oxidized at 1250 ℃ for 1~50 h, respectively. It is found that both adhesion and compactness of the scales are improved effectively by increase in Zr contents. The scales of alloys with higher Zr contents (x=4 and 8) after oxidation for 50 h show an obvious layered structure: the outmost layer is only composed of TiO2, the middle layer mainly consists of ZrO2, TiNb2O7 and TiO2, and the inner layer is mainly comprised of Si-rich oxides. The mass gain per unit area and the thickness of the scale after oxidation decrease with increase in Zr contents in the alloys, indicating that the addition of Zr can improve the oxidation resistance of the alloys significantly.

    点击量 1300 下载量 146 评论 0
更多>>