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2003年, 第39卷, 第4期 刊出日期:2003-04-11
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DD8单晶镍基高温合金热机械疲劳后的微观结构
王跃臣; 李守新; 艾素华; 刘峰; 周丽; 张辉
金属学报. 2003, 39 (4): 337-341 .
透射电镜(TEM)观察表明, DD8单晶镍基高温合金经过热机械疲劳(TEM)后, 在同位相(IP)和反位相(OP)加载的条件下, 合金内部的位错组态和γ’沉淀相的形貌有很大的区别. 在IP加载条件下, 垂直应力轴的γ/γ’相界面积存在着密集的六角形位错网, 平行应力轴的相界面上存在的是四边形的位错网, 而且在小机械应变幅下, γ’相出现明显的筏化现象, 并且随着应变幅的增加, γ’沉淀相的筏化现象也越来越不明显. 在OP加载条件下, 在γ/γ’相界面上则没有位错网被观察到, γ’被层错剪切, 并且没有明显的筏化出现.
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内部疲劳微裂纹退火愈合过程中纯铁的密度变化
张海龙; 孙军
金属学报. 2003, 39 (4): 351-354 .
在室温下对工业纯铁试样进行了控制应变幅的等幅、拉-压、低周疲劳加载, 随事在1173 K温度下从 1 h延续至7 h进行真空退火处理, 并分别对疲劳试样和退火试样中的疲劳裂纹形态进行了SEM观察. 用电子分析天平对各组试样进行了密度检测, 结果表明: 同原始试样相比, 随疲劳周次增加, 疲劳试样密度逐步减小, 在随后的1 h到3 h退火期间, 疲劳度样密度值无明显变化; 当从3 h至7 h退火时, 试样的密度逐渐增大, 并且在7 h退火时接近了原始密度值. 分析表明, 内部疲劳微裂纹的萌生是试样密度值减小的原因; 在早期的退火处理阶段, 表面扩散机制支配裂纹的形态演变, 因而试样密度无明显增大; 而在退火处理后期, 体扩散及晶界扩散作用缩小了裂纹演变形成的空洞, 使得试样密度增大并逐渐恢复至原始密度值.
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高过冷度Zr-Cu-Ni-Al-Hf-Ti块体非晶合金
邢大伟; 沈军; 孙剑飞; 王刚
金属学报. 2003, 39 (4): 355-358 .
以Hf和Ti作为替换元素对Zr60Cu20Ni10Al10非晶合金进行了掺杂(替换法)研究. 结果表明, 掺杂元素含量有一最佳范围, 其中, Ti的最佳含量约为2%(原子人数)左右, 而Hf的最佳含量为3%.. 在最佳含量时二者都具有明显的扩大合金过冷温度区间△Tx的作用. 超过最佳掺杂量, 会使非晶相变昨不稳定,促进某些晶化相的形成, 从而降低△Tx. 当采用Hf和 Ti两种无素的最佳含量联合掺杂时, 稳定非晶相的作用更加明显, 并且△Tx提高的幅度大于两种元素单独掺杂时的效果. △Tx最大(144℃)的成分为: Zr60Cu20Ni8Al7Hf3Ti2, 该合金Tg=357℃, Tx=501℃, Trg=0.59.
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块状非晶剪切带和微裂纹形核扩展的SEM原位研究
李金许; 褚武扬; 高克玮; 乔利杰
金属学报. 2003, 39 (4): 359-363 .
在扫描电镜(SEM)中对Zr57Cu15.4Ni12.6Al10Nb5块状晶非单边缺口试样进行了原位拉伸; 用原子力显微镜(AFM)研究了剪切带的三维形成. 研究表明, 拉伸进缺口前方产生剪切带, 它们逐步发展, 长大. 尽管剪切带由剪应力产生, 正应力在其形成和扩展过程中起重要作用. 两剪切带相交时会形成割阶, 其长度随相交剪切带中应变量升高而增大. 当主剪切带中应变集中足够大后, 剪切微裂纹沿主剪切带和基体的交界线形核扩展, 并沿剪切面向试样内部扩展几十微米; 在正应力作用下, 该剪切(II型)裂纹张开成I型, 并快速贯穿试样厚度, 然后沿横向快速扩展导致断裂.
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机械研磨Tix(Cu0.45Ni0.55)94-xSi4B2合金系的玻璃形成范围
王延玲; 徐坚; 杨锐
金属学报. 2003, 39 (4): 364-368 .
利用X射线衍射、透射电子显微镜和差示扫描量热热计分析表征了Tix(Cu0.45Ni0.55)94-xSi4B2(x=50, 60, 70, 75, 80)合金粉末高能球磨后产物的相组成. 结果表明, 合金成分在50≤x≤70范围, 球磨产物主要为非晶相,是但仍残留α-Ti纳米晶体; 当x>70%时, 机械研磨仅导致初始晶体相的晶粒细化, 形成纳米晶结构, 未发生非晶化; 不同Ti含量非晶相的晶化行为依赖于合金成分; 用2%的V, Zr, Nb元素分别部分替代x=70和x=75合金中Ti时, 对非晶相形成范围的扩展没有明显的作用.
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喷射成形中金属液滴凝固过程的计算机模拟
刘东明; 赵九洲; 叶恒强
金属学报. 2003, 39 (4): 375-380 .
在群体动力学方法的基础上, 提出了描述合金雾化液滴凝固过程动力学的数学模型, 并将其与兴滴的传热方程和运动方程相耦合, 对Al-4.5%Cu(质量分数)合金液滴的冷却凝固过程进行了分析. 结果表明, 液滴冷却至一定温度时开始形核, 随后晶粒长大; 在形核过程中, 晶粒尺寸分布区间较宽, 形核后晶粒尺寸分布区间逐渐减小; 液滴直径越小, 冷却速度越快, 晶粒数量密度越大, 凝固结束时晶粒越细小.
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固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性及微观组织的影响
何毅; 刘凯; 杨柯
金属学报. 2003, 39 (4): 381-386 .
研究了在1083-1483 K温度范围内, 固溶温度对超纯净18Ni(350)马氏体时效钢断裂韧性(KIC)的影响. 通过透射电镜(TEM)研究了马氏体时效钢微观组织的变化, 结合相变曲线和断口扫描电镜(SEM)观察, 探讨了固溶温度对断裂韧性的影响机理. 结果表明, 超纯净马氏体时效钢的断裂韧性(KIC)随着固溶温度的升高或或再结晶晶粒尺寸的长大而增加, 不存在常见的Ti(C, N)在晶界偏聚而起的“热脆”现象. 固溶态马氏体时效钢由单一的马氏体板条组成, 其形貌, 间距以及位错密度不受固溶温度的影响. 在时效过程中, 随着固溶湿度的升高或再结晶晶粒的粗化, Ni3(Mo, Ti)等时效析出相在晶界或板条界的偏聚程度逐渐加得并导致基体软化, 合金元素Ni, Mo的富集诱发了逆转变奥氏体形成. 这使裂纹尖端易于钝化而表现出韧窝状穿晶断裂和保持较高的断裂韧性.
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一种新型镍基高温合金长期时效后的组织和性能
赵双群; 谢锡善
金属学报. 2003, 39 (4): 399-404 .
研究了一种新型镍基高温合金在不同温度下长期时效后的组织及冲击韧性、硬度等性能. 结果表明, 合金在593℃和704℃时效1000 h后, 主要析出要是γ’和MC, 在704℃以上又析出了M23C6. 合金在750℃时效1000 h后晶界处开始析出η相, 而在849℃时效1000 h后晶内出现了大量的片状η相, 呈魏氏体分布. γ’相随时效温度的增加生长迅速, 且在849℃时效1000 h后出现回溶. 没有发现σ等脆性相的出现. 随着时效温度的提高, 合金的冲击韧性下降, 由韧性断裂变为脆性断裂. 室温显微硬度随时效温度的提高而降低, 主要由γ’的长大所致; 合金在标准热处理条件下的高温显微硬度高于室温显微硬度.
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(Ni, Pb)Al涂层的抗高温氧化性能
李猛进; 孙晓峰; 管恒荣; 姜晓霞; 胡壮麒
金属学报. 2003, 39 (4): 439-443 .
采用低压固体粉末包埋渗铝方法在M38镍 基高温合金上制备钯改性铝化物涂层, 利用热重分(TGA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法, 研究其1100℃的高温氧化行为. 结果表明, (Ni, Pb)涂层的恒温氧化动力学近似符合抛物线氧化规律. 与NiAl涂层相比, (Ni, Pb)Al涂层具有更优良的抗高温氧化性能, 退化过程与NiAl涂层类似, 添加改性元素Pd有利于稳定β相, 延缓涂层的退化, 有益于提高铝化物涂层的抗高温氧化性能.
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