本文研究激光快速熔凝对一种新型Ni基铸造超合金显微组织和磨蚀磨损性能的影响。 高Mo,W含量Ni基铸造合金是一种具有低膨胀系数和耐磨耐蚀等特种工程性能的新型材料。因合金中难熔重元素含量较高(33wt-％Mo,17wt-％W),其铸造组织粗大,含有大量高熔点相,并存在严重偏析。 用高能量密度激光快速熔凝表面处理之后,合金组织发生显著改变。全部高熔点相熔化,明显提高固溶度;结晶组织细化,分别为精细枝晶、胞状枝晶、胞状晶和平面凝固组织;熔区内合金元素均匀分布,基本消除偏析。 合金组织变化使其性能进一步改善,熔区硬度明显增加,提高了抗磨擦磨损和在酸性介质中的耐磨蚀性能。

本文用三点弯曲试样测定15MnVN钢在淬火和200℃低温回火状态下疲劳裂纹扩展速率。试验在循环载荷比R=0.5的恒幅条件下进行,并利用金属塑性变形在光滑表面上产生浮凸的现象,用相衬显微镜测定裂纹顶端单调塑性区尺寸。在平面应力状态下垂直于裂纹面方向的单调塑性区尺寸与相应的(K_(max)/σ_s)~2成正比,其比例系数为0.21。根据Rice循环塑性区尺寸与单调塑性区尺寸关系,得到垂直裂纹面方向的循环塑性区尺寸与相应裂纹扩展速率之间为一指数关系。 在裂纹扩展过程中,相对裂纹尺寸a/W约等于0.687时裂纹顶端从小范围屈服进入大范围屈服;a/W<0.687裂纹顶端的塑性变形约在θ=30—60°方向角内向两翼伸展;当a/W>0.687,不仅两翼向更大的θ角展开,而且在θ=0°附近塑性变形也有相当发展。 金相和扫描电镜观察结果,具有板条状马氏体组织的15MnVN钢疲劳裂纹扩展是以穿晶型的解理开裂方式进行的,是一种再生核扩展机制。

本文采用控制柔度的方法对GH36合金做600℃空气介质条件下的低循环疲劳裂纹扩展速率测定试验,以弹塑性断裂力学参量J积分为控制参数进行整理,得出 da/dN=1.26×10.(-4)(△J)~(1.96)的关系式,数据处理给出了在循环加载条件下J积分(AJ_t,△J_e,△J_p)对引伸仪标距点位移δ的变化规律。分析了应力强度因子△K作为裂纹扩展控制变量的适用性和局限性。断口分析表明,在疲劳—蠕变交互作用下的积累损伤使断口形貌由穿晶条纹机制变为以蠕变特征为主的沿晶机制。

研究了添加0.15％混合稀土对Cr18Ni18Si2奥氏体不锈钢高温蠕变断裂强度、塑性及断裂机制的影响。蠕变试验结果表明:含有稀土的Cr18Ni18Si2钢在650—750℃不同应力下的蠕变断裂时间比未加稀土的钢延长约1—4倍,700℃1000h的蠕变断裂应力增加约2kgf/mm~2,断裂塑性增加0.2—2倍,蠕变裂纹及断口的金相和扫描电镜观测结果表明:稀土有强化Cr18Ni18Si2钢晶界、改变断口形貌、阻碍晶界裂纹形成和扩展的作用。

含有0.04wt-％P的汽轮机转子用CrMoV钢,时效前在较高温度(600和570℃)进行预时效处理,然后在480℃时效,元素磷偏析到晶界的速度比没有经过预时效处理的钢快得多。这与预时效过程中碳化物析出,基体成分改变有关。Mo可抑制磷的偏析,但因时效过程中富Mo碳化物的生成和长大,使基体中Mo的含量降低,因此,磷从Mo的“束缚”下“解放”出来并偏析到晶界,使脆性转变温度升高,此外,碳化物的粗化也可能导致脆性转变温度升高。

在位错和点缺陷弹性交互作用时,可以产生复合交互作用机制,同时包括脱钉一再钉扎机制和拖曳机制。

在以往工作基础上,提出多元低合金钢马氏体相变热力学方程式: 用数学和实验方法证实了这个计算式,并指出联系动力学方程后,可用以计算淬硬钢的残余奥氏体量。

采用平面凝固法拉制Ni-Mo-Al-V四元系定向共晶时,发现了两种不同性质的条带组织——块带和白带。块带和白带严重降低合金的机械性能。用辉光放电发射光谱法对块带和白带进行了逐层成分分析,在分析的基础上探讨了生成的原因。

用单边裂纹恒载荷试样研究了三种奥氏体不锈钢(18-8,310,K-55)充氢后的氢致滞后开裂行为。三种钢在恒载荷下充氢都出现滞后断裂,其门槛值分别约为K_(IH)/K_c=0.55,0.70和0.80,如果预先充氢再在空气中加载,也能产生氢致滞后开裂,如充氢后除气,则不能,这就表明,无论是不稳定型(18-8)还是稳定型(310,K-55)奥氏体不锈钢都能产生氢致滞后开裂。18-8钢充氢时能发生马氏体相变,从而促进氢致开裂过程,其K_(IH)/K_c比不产生马氏体的310和K-55要低。 所有奥氏体不锈钢的氢致滞后断口形貌都和K_I有关。当滞后断裂的K_I较大时是韧性断口,K_I较小时则是脆性断口。

本文系统地研究了不同Ce含量对Ti-5Al-5Mo-2Sn-0.25Si铸造合金的显微组织和机械性能的影响,以及Ce在合金中与各合金元素的关系。存在形式和强化机制等问题。微量Ce的添加对此合金的室温机械性能影响不大,但可提高合金的高温持久强度。合金的综合机械性能以含0.02—0.03％Ce为最好。添加微量Ce使高温持久强度得到提高的原因是氧化铈质点的弥散强化作用、位错亚结构的稳定化作用以及晶界净化作用等共同影响的结果。

用金相方法以及合金全腐蚀分离出Si相,分级沉降,然后进行扫描电镜观察的方法,对Al-Si合金未变质,Na,Sr,La变质的Si相进行了观察。发现La变质Si枝条最短,有时呈根瘤状,Na变质Si最长,Sr次之,此现象与变质剂的价电荷有关。在对上述退火试样观察中发现共晶Si相普遍溶解,再结晶产生新的Si晶。其中以La变质Si的再结晶速度最快,依次为Sr变质,Na变质,未变质的Si晶。对过共晶Al-Si合金考查结果表明,初晶Si并无溶解再结晶现象。再结晶速度与Si晶的平衡状态有关。据此提出“不平衡度”概念作为衡量变质结构的准则。

Fe-23Cr-6Al合金在1300℃氧化时,α-Al_2O_3层的单层晶粒首先生成柱状晶,随后由于柱状晶的横向生长和外层等轴晶区的形成和扩展,氧化层晶粒的柱状特征逐渐减弱。添加RE可增大柱状晶的纵向生长速率,减小其横向生长速率和外层等轴晶的生长速率,从而增强氧化层晶粒的柱状特征。在不含RE合金的氧化层表面有较多的晶须和小晶体,表明α-Al_2O_3层生长时伴有Al离子向外扩散。认为RE阻止此扩散是影响氧化层晶粒生长、改善氧化层粘附性的一种可能原因。

利用磁导率减落的自动测量仪,测量了非晶合金(Fe_(0.1)Ni_(0.5)Co_(0.4))_(78)Si_8B_(14)等温时效时退磁不能恢复的减落。以此考查了低温结构弛豫动力学行为,计算了弛豫激活能和弛豫谱。结果表明,低温结构弛豫是平均激活能低的多弛豫过程,在这个过程中发展了化学短程序(CSRO)。

以示差扫描量热法(DSC)研究了处于不同玻璃态PdTa_1Si_(16.5)合金的热稳定性和结晶过程。非晶态合金处于不同玻璃态时,其玻璃转变和结晶过程中的行为及其淬火态与退火态的热稳定性表现出差异。这是制备非晶态材料保证性能均匀性必须注意的一个问题。

本文用Mssbauer谱学分析了Fe-Ni Invar合金的磁结构特征,以及掺加稀土Pr对合金结构、性能的影响。实验表明:Fe-Ni Invar合金中共存有铁磁性和反铁磁性两种Fe原子,这是合金具有“Invar”特性的根源。合金中掺加微量Pr,在保持合金的“Invar”特性同时,可降低合金宏观磁性。

本文研究了渗态和高温静态氧化状态下的K-3合金无机盐料浆法制Al-Si涂层中Si的存在形式及其分布。 实验结果表明,Si在渗态涂层中主要以Ni和难熔金属的硅化物((Ni,Cr)_3Si,(Mo,W,Ti)Si_2,Ti_5Si_3]形式存在,并以点状弥散分布在外层β-NiAl相中。其分布深度大约40μm范围内。 高温静态氧化,不但改变了涂层的组织结构,而且还改变了Si在涂层中的存在形式和分布。 在高温氧化后的涂层中,Si的存在形式主要有两种:在涂层的表层,它是以硅酸盐的形式存在;在涂层的内层,主要以固溶状态形式溶解在M_6C碳化物相中,并在涂层与合金基体之间形成连续的含Si的M_6C隔层。

本文用扫描电镜和X射线对一种复杂的弥散强化Ni基高温合金的机械合金化进行了研究。实验表明,采用高能球磨的方法可以使原料中的各种金属粉末间形成机械固溶体,实现合金化。在球磨过程中,原料中的Cr-Ni基母合金以及W,Mo,Ta等元素不断向Ni基体中周溶,使Ni基固溶体γ_(Ni)的点阵参数逐渐增大。同时,超细氧化物粒子在基体中也逐步达到理想的分布状态。这种机械固溶体虽存在一定的微区成分偏离,但可以通过某些有效措施使之显著减小。本文对机械合金化工艺参数也进行了分析和讨论。

用XPS方法研究了Ag-Pd合金在氩离子轰击下表面组成的变化。结果表明,由于Ag-Pd表面原子间结合能不同,合金在热退火后表面富Ag,经氩离子轰击后表面富Pd。将合金表面的Ag-Pd溅射产额比与相应的文献结果作了比较。在本文的实验条件下,合金组分间的相对溅射产额随合金成分变化,与氩离子轰击合金形成表面无序层有关。含Pd量为0.32at.-％的稀Pd合金的溅射结果表明,其组分的溅射产额比与含Pd量较多时的结果有明显差别。

本文根据广义相律的概念,从热力学上分析了优势区相存在的必然条件。在TQ16计算机上建立了绘制lgP_i-lgP_j优势区相图的通用程序,该程序简捷,运算速度快,要求用户输入的信息最少,可以得到的计算结果最多。本程序系统具有下述几种功能:(1)自动地组合各相间的可能反应并将化学计量系数配平;(2)进行各反应的自由能计算;(3)自动删除在指定条件下不可能存在的相;(4)计算出三相交点的位置,两相交线与横坐标或纵坐标交点的位置;(5)计算出各优势区相的相名(或相编号)的适当打印位置的坐标;(6)计算各温度剖面;(7)根据研究对象任意选择基准化合物等。 使用本程序对硫化钼精矿氧化焙烧温度条件选择进行了计算。

<正> 现将近年来在4％Si-Fe合金冷轧成带的加工塑性和二次再结晶方面的研究中所取得的主要结果介绍如下: (1) 4％Si-Fe合金的物理性能 3—4％Si-Fe的饱和磁感(B_■),电阻率(ρ),比重(D),膨胀系数()和导热系数(λ)的实测结果示于表1。