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2008年, 第44卷, 第5期 刊出日期:2008-05-11
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稀土元素在NiAl合金中的作用
郭建亭; 袁超; 侯介山
金属学报. 2008, 44 (5): 513-520 .
为了改善NiAl合金的室温塑性, 近年来研究了Sc, Y, Ce, Nd, Dy,
Ho和Gd 7种稀土元素分别对NiAl共晶合金组织结构、力学性能和抗氧化性能
的影响.结果表明, 适量稀土元素加入到NiAl共晶合金中, 能够显著细化合金
组织和晶粒, 有效改善NiAl共晶合金的室温和高温拉伸塑性和强度, 并提高其
抗氧化性能;而过量的稀土元素使该合金的力学性能和抗氧化性能降低
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一种新型变形高温合金的组织与性能分析
刘建强; 曾燕屏; 谢锡善; 王苗苗
金属学报. 2008, 44 (5): 540-546 .
采用热力学相计算、光学显微镜、扫描电镜、透射电镜及化学相分析等手段研究了一种新
型变形高温合金标准热处理状态的基本组织,
并通过与Waspaloy合金组织的对比, 揭示了这种
合金既具有较高的高温蠕变强度, 又具有良好的加工性能的内在原因.
结果表明, 标准热处理状 态的实验合金由大小不均匀的等轴晶组成,
平均晶粒尺寸约为80 μm. 合金中除基体γ外, 晶界和
晶内还分布着颗粒状的Cr23C3和少量(Ti, Mo)C相;
γ'强化相弥散分布于基体中, 其平均尺寸约 为25 nm,
质量分数为16.9 %. 适当增大固溶强化元素Mo的含量,
减少γ'形成元素Al或Ti的含量,
可得到既具有较高蠕变强度又具有良好加工性能的镍基变形高温合金.
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Ti50Al和Ti45Al8Nb合金高温初期氧化行为
赵丽利; 林均品; 王艳丽; 叶丰; 陈国良
金属学报. 2008, 44 (5): 557-564 .
利用SEM、XPS和AES研究了Ti50Al和Ti45Al8Nb (原子分数,
%)合金在900 ℃空气中的初期氧化行为. 结果表明:
Nb的加入显著提高了合金的抗氧化性. 氧化90 min后, Ti50Al合金
表面为粗大的富TiO2颗粒, 冷却过程中部分表层氧化膜脱落,
脱落后内层为多孔、疏松的Ti和Al的混合氧化物(可能有氮化物);
Ti45Al8Nb合金表面生成很薄的氧化膜, 其外层为细小富Al2O3颗粒, Nb只存
在于内层(富TiO2层)和混合层, 在外层Al2O3内没有发现, Nb5+取
代TiO2中的Ti4+, 降低氧空位浓度从而减慢氧的向内扩散,
抑制TiO2的生成,同时促进了外层纯Al2O3层的形成,
该层阻碍氧以及合金元素的进一步扩散.
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Nb-Ti-Si基多元合金在1250 ℃下的氧化行为
郭金明; 郭喜平; 宋曙光
金属学报. 2008, 44 (5): 574-578 .
用真空自耗电弧熔炼法制备了成分为Nb--22Ti--16Si--6Cr--3Al--4Hf--1.5B--0.06Y
(原子分数,%)的合金锭. 在1250 ℃下分别进行5, 10, 20, 50和100 h的高温氧化实验.
采用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪分别对该合
金氧化膜相组成和基体的氧化组织进行了检测和分析. 结果表明:氧化5 h后的氧化产物为
SiO2, TiO2, Nb2O5, Ti2Nb10O29和TiNb2O7;
随着氧化时间的延长, 各氧化产物在高温下发生固相反应,
Nb2O5和Ti2Nb10O29的数量不断减少,
而生成大量的TiNb2O7.
能谱成分分析表明, 氧化后合金基体内生成了大量TiOx和HfO2, TiOx主要分布
在(Nb,Ti)5Si3与铌基固溶体Nbss的交界处;
而HfO2则分布在(Nb,Ti)5Si3中, 其形貌为针状. 氧化50 h后,基
体中(Nb,Ti)5Si3与Nbss的交界处出现块状的HfO2.
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Nb-Ti-Si基超高温合金的有坩埚整体定向凝固组织分析
姚成方; 郭喜平; 郭海生
金属学报. 2008, 44 (5): 579-584 .
在2000 ℃的熔体温度下,实现了Nb-Ti-Si基超高温合金的有坩埚整体定向凝固,
并分析了合金定向凝固组织特征. 结果表明, 合金定向凝固组织分布均匀,
定向生长效果显著, 主要由耦合生长的层片状((Nb,Ti)ss+
(Nb,X)5Si3; X=Ti, Hf)共
晶团及少量横截面为六边形的(Nb, X)5Si3棒组成.
与电子束区熔定向凝固及水冷铜坩埚内的Czochralski法
定向凝固比较, 有坩埚整体定向凝固时的轴向温度梯度更高,
并且避免了区熔定向凝固时存在的固/液界面前沿熔体中的对流和集肤效应,
因而合金的定向生长效果更加明显.
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铌基超高温合金表面包埋Si-Y共渗涂层的显微组织
田晓东; 郭喜平
金属学报. 2008, 44 (5): 585-588 .
通过在1050和1150 ℃包埋Si--Y共渗5---20 h的方法在铌基超高温合金上制备抗氧化涂层,对涂层结
构、相组成和形成过程进行了分析. 结果表明: 涂层主体为(Nb, X)Si2(X =
Ti, Cr, Hf),向内依次为(Nb, X)5Si3
过渡层和富Al扩散区; 不同共渗条件下制备的涂层具有相似的结构, 涂层生
长的动力学曲线符合抛物线规律. 能谱的半定量分析表明,
渗层中的Y含量随共渗温度的升高增加显著, 而随共渗时间的延长增加缓慢.
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Al2O3对含钒钢渣中钒富集行为的影响
李辽沙; 吴六顺; 苏允隆; 余亮; 武杏荣; 董元篪
金属学报. 2008, 44 (5): 603-608 .
为能有效富集含钒钢渣中的钒,
针对Al2O3作用于钒富集过程的行为进行了相关热力学研究.
结果表明, 用Al2O3高温改性后的含钒钢渣在缓冷过程中,
固溶有钒和磷的硅酸二钙相会先期析出. 在1623 K附近,
该矿物与熔渣中Al2O3反应生成富钒矿物---钒磷酸钙(固溶有Ca和Si组分)
和钙铝黄长石.
平衡体系中的硅酸二钙会随渣中Al2O3的增加而减少直至消失,
剩下钒磷酸钙和钙铝黄长石与熔渣平衡共存. 其中,
钙铝黄长石的生成趋势更为占优, 如渣中Al2O3足量, 已生成的钒
磷酸钙中的部分Ca和Si组分, 还会继续与渣中Al2O3结合,
再次生成钙铝黄长石,使磷酸钙中的钒品位进一步提高,
这也是渣中钒和磷结合后含有较少杂质而生成高品位富钒相的最本质原因.
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