利用选区电子衍射和会聚束电子衍射测定了一种Ti-Al-Sc三元化合物的晶体结构.结果表明,该化合物属于体心立方结构,点阵常数a=0.984 nm,空间群为Ia3d.X射线能谱分析表明此相的化学成分为(Sc,Ti)3Al.

通过球磨可以极大地细化AlN陶瓷的晶粒尺寸,透射电镜(TEM)观察的结果表明,经过40 h的球磨后,晶粒尺寸由原始的40 μm减小到30-200 nm.高分辨电镜(HREM)观察表明,球磨过程中在大晶粒内形成了高密度的位错和很高的微应变,晶粒细化过程是一个通过位错产生、运动和重排使大晶粒分解为亚晶粒的塑性变形过程.在晶粒细化的同时,在磨球的剧烈作用下,AlN颗粒表面层晶格发生严重畸变,甚至失去其固有结构特征.

用ab initio分子轨道HF方法、MP2方法和密度泛函(DFT)方法对Al-Ti-B中间合金主要形核粒子TiB2和AlB2各种可能的几何构型分别进行全优化,得到其稳定的几何构型和电子结构通过能量计算得知,存在同一体系Al-Ti-B合金中,TiB2是稳定的,说明TiB2的形核遗传性表现得很明显;由于AlB2体系能量较高,所以是相对不稳定的,产生了变异.这和实验结果相一致.并对TiB2和AlB2易聚集成团作出合理解释

用DMol团簇方法研究了bccFe[100](010)刃型位错及其掺杂(碳,氮,磷)体系的电子结构,给出了Fe中刃型位错及其掺杂体系的能量参数(结合能、格位能及杂质形成能)和掺氮体系的差分电荷密度.结果表明,杂质与位错芯区近邻基体原子间存在电荷关联区,它反映了位错芯区轻杂质及其近邻基体原子间存在相互作用Fe中刃型位错芯区能量计算表明:位错芯区具有捕获轻杂质(碳,氮,磷)的作用,反映了Cottrell气团的量子力学效应.

通过X-射线光电子光谱(XPS),研究了蒸发淀积Al与Teflon AF薄膜间的相互作用.高分辨率Al2p,Ols,Cls和Fls XPS光谱分析表明在Al和Teflon AF界面处有AI的氟化物(AlxFy)以及C-O-Al有机化合物的形成.考虑到蒸发淀积Al前后,CF3基团降低和CF2基团增加,可以认为AlxFy中氟的来源主要是由于CF3基团中一个C-F键断裂而失去的氟原子,同时产生的CF2游离基和其它游离基间结合,导致界面处CF2基团增加.

运用无因次分析方法,探讨了夹杂位置d(夹杂距合金表面距离)、夹杂二维尺寸S与FGH95合金断裂周次Nf之间的关系.结果表明,非表面夹杂是否处于危险区域-亚表面位置,并不依赖于夹杂的绝对位置d,而是依赖于d2/S的大小d2/S=1是区分亚表面夹杂与内部夹杂的临界点.对于合金中处于随机分布的夹杂,处于合金表面或亚表面位置的可能性依赖于夹杂尺寸的大小.夹杂尺寸越大,处于表面或亚表面的可能性越大.

研究了K40S合金在950℃时效100 h后二次碳化物M23C6,M6C的沉淀析出行为.结果表明,元素间的直接反应是合金中二次碳化物M23C6,M6C的沉淀析出机制,初生碳化物M7C3作为碳源,其蜕变分解促进反应的进行.同时,二次碳化物M6C的沉淀析出还与铸态组织中W的富集有关,其所需的金属原子M主要来源于铸态合金W的富集区

通过研究相同过热度下Al-Si合金熔体中的氢含量,发现氢含量曲线具有和液相线类似的变化规律,即随着Si含量的增加,试样中的氢含量先减少,到共晶点时为最小此后氢含量又逐渐增加.并且过热度越大,氢含量越高合金液态结构X射线衍射结果表明,熔体中原子密度随着Si含量的变化趋势与氢含量曲线相反用熔体"自由体积理论”解释了铝熔体氢含量的变化规律.

采用电阻法研究了TiNi形状记忆合金在对称拉压应力或应变疲劳条件下的相变行为结果表明,经过低应力/应变疲劳,材料发生R相变,试样的相变温度变得稳定,马氏体相变温度Ms和逆相变温度As低于未疲劳试样.随着循环次数的增加,应变疲劳后材料的Ms点、As点与循环次数无明显关系,材料具有良好的相变稳定性.

研究了K417合金在400-850℃同相(IP)和反相(OP)的热机械疲劳(TMF)行为,并且与850℃等温疲劳(IF)性能进行了比较结果发现:K417合金IF和TMF都具有循环硬化特征,IF的循环硬化能力比TMF的要高与等温疲劳寿命相比较,在相同机械应变幅下,TMF的寿命降低,而且同相(IP)的寿命比反相(OP)的寿命更低.SEM断口及断裂纵向剖面检查发现,同相TMF的沿晶开裂是导致其疲劳寿命比反相TMF低的主要原因.

采用动电位扫描对254 SMO,Nickel 200和Hastelloy C-276三种材料在含溴醋酸中的点蚀行为进行了研究,并采用SEM观察点蚀形貌,实验结果表明,这三种材料耐点蚀的顺序从低到高为:Nickl 200,254 SMO和Hastelloy C 276.对于材料254 SMO,在含有少量醋酸的情况下,[Br-]的对数与其点蚀电位和保护电位呈线性关系,而且它们的斜率相等.采用XPS对极化后的试样进行表面分析,发现MoO2,Cr2O3对材料起到了保护作用,阻止了点蚀的发生

用射频溅射法制备了Cu夹层的Fe-Cu-Cr-V Si-B三明治膜,在不同条件下对样品进行了退火处理,在最佳退火条件下,样品的软磁特性得到明显改善,从而获得了优良的巨磁阻抗(GMI)效应.研究了GMI效应与交变电流频率f和外加直流磁场H关系在5 MHz的特征频率下,最大的横向阻抗比△ZH/Zm达91%.由于样品的三明治结构,横向磁阻抗比明显优于纵向.

利用电磁流体力学(MHD)的基本理论及Bennon的连续介质模型,给出了方坯结晶器内钢液凝固及电磁制动的三维数学模型.磁场、流场和温度场的数值模拟表明,与钢液流场速度方向相反的电磁力是电磁制动的直接原因;感生电流主要集中在钢液入口处及其附近区域;电磁力能有效地改变方坯结晶器内的流场和温度场的分布,造成制动区域的下部呈现活塞流状态,降低了结晶器内高温钢液区域的温度梯度,提高了弯月面附近特别是上角部区域钢液的温度,减薄了上部凝固壳厚度.

将铸铁水平连铸中圆坯凝固过程的整个传热系统作为模拟对象,采用自由热收缩模型计算铸坯与结晶器的界面传热系数,从非稳态传热的角度并按照柱坐标系中二维传热的方式进行铸坯凝固过程的数值模拟在数值计算中,采用静、动坐标系相结合的方法,使铸坯传热的控制方程得以简化且便于耦合处理结晶器与铸坯的温度场计算由此确立的模拟方法可用于模拟不同尺寸的圆坯在各种工艺条件下的凝固过程

研究了Fe-28Al-5Cr(原子分数)与Fe-28Al 5Cr-0.5Nb 0.1C合金的高温变形行为,结果表明,在850℃左右,应变速率为8.3×10-4s-1时,呈现-定的超塑性变形能力,延伸率分别达到145%和254%;应变速率敏感指数m分别为0.4与0.35;激活能分别为:243 kJ/mol与218 kJ/mo1.在变形过程中,位错堆积形成小角度晶界,并逐渐转变成大角度晶界,使粗大的原始晶粒细化

308L和347L奥氏体不锈钢焊缝金属能发生氢致滞后断裂,而且比304L母材更敏感.用单边缺口试样动态充氢测出的氢致滞后断裂门槛应力强度因子KIн随可扩散氢浓度c0的对数而线性下降,即KIн=85.2-10.7lnc0(308L),KIH=76.1 9.3lnc0(347L),KIн=91.7-10.1 lnc0(304L).三种材料氢致滞后断口形貌与KI以及c0有关,当KI较高或c0较小时是韧窝断口,当KI较低或c0较高时是脆性断口

提出了一种可考虑电子束焊接锁孔效应的三维温度场计算方法.在大量计算的基础上,讨论了Ti合金各计算参数的选取对电子束焊接温度场的影响,给出计算参数的选取原则和方法.计算结果表明,电子束焊接三维温度场解析计算方法不仅可准确预测焊缝的形状,并且还可对整个三维温度场计算分析,具有重要的工程应用价值.

提出一种用Monte Carlo模拟单相合金的热影响区(HAZ)晶粒长大方法,可以将焊接实际时间与模拟过程对应起来.应用有限元方法计算出焊接热循环,并结合晶粒长大的Arrhenius公式,模拟了铁素体不锈钢EB26-1在一定规范下HAZ晶粒的演变情况.模拟结果表明,此方法可以预测HAZ中晶粒的分布以及存在于HAZ中很陡的温度梯度对晶粒长大的阻碍作用.

利用熔铸-原位反应喷射沉积成形技术制备了TiC颗粒增强7075 Al基复合材料.测试了复合材料的拉伸性能.结果表明:在预制块中选取Ti:C=1:1配比,复合材料中存在较多的条、块状Al3Ti相,致使复合材料的拉伸强度和延伸率均比未增强合金低;选取Ti:C=1:1.3的配比,有助于消除A13Ti脆性相,提高复合材料的拉伸强度.进一步讨论了提高熔铸-原位反应喷射沉积成形7075/TiC Al基复合材料拉伸强度的途径

以Ti,Cr3C2混合粉末作为预置合金涂层,采用YAG固体激光器进行激光熔覆处理,在Ti6A14V合金表面制备出原位自生TiC颗粒增强钛基复合材料涂层.实验结果表明,采用合适的合金粉末成分和激光辐照能量密度,可以获得增强相TiC弥散分布的钛基复合材料熔覆层,熔覆层结晶致密,且与复合材料基体润湿性良好,熔覆层中复合材料的基体组织随预置合金粉末成分的改变而变化.摩擦磨损实验结果表明,原位自生TiC/Ti复合材料熔覆层可明显改善Ti6Al4V合金的表面硬度和摩擦磨损性能.

介绍了α-Al2O3,TiB2增强自生铝基复合材料XD合成工艺,分析了合成反应的热力学及动力学机理.在Al-TiO2 系中未加B粉时,生成的增强相是Al3Ti和α-Al2O3,通过B粉的加入,使Al-TiO2-B系中棒状物Al3Ti随B/TiO2摩尔比的增加而逐渐减少,在B/TiO2的摩尔比为2时,棒状物基本消失同时分析了升温速率、B/TiO2摩尔比对燃烧温度、体收缩率的影响.

本文研究了原位SiC颗粒增强MoSi2基复合材料的组织结构和力学性能结果表明:复合材料的组织为t-MoSi2基体上均匀分布β-SiC等轴颗粒,数量很少的球形小孔隙主要分布在SiC颗粒内,SiC颗粒尺寸为2-5μm.复合材料界面为直接的原子结合,无非晶层存在.复合材料的室温维氏硬度、断裂韧性、抗压强度及高温流变应力明显高于单一MoSi2,随着SiC体积分数的增加,维氏硬度、断裂韧性及高温流变应力提高,而抗压强度先增加后减少SiC体积分数从10%增加到45%,KIC从4.34提高到5.71 MPa.m1/2,与单一MoSi2相比提高了25%-46%;1400℃时,σ0.2从20%SiC的230提高到45%SiC的285 MPa,比单一MoSi2提高了98%-146%.

应用表面磁荷法对186 kA大型预焙阳极铝电解槽的磁场进行了三维数值计算.通过计算结果与实际测量结果的比较,可以得出,应用表面磁荷法对铝电解槽磁场进行计算所得的结果是较为精确的,且计算结果比较接近铝电解槽的实际磁场.应用本计算软件对铝电解槽磁场进行三维计算可以满足铝电解槽母线设计的要求.