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2001年, 第37卷, 第8期 刊出日期:2001-08-18
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Ti-47Al-2W-0.5Si抗蠕变合金的高温力学行为和变形机制
周兰章; 郭建亭; V.Lupinc; M.Maldini
金属学报. 2001, 37 (8): 785-790 .
研究了Ti-47Al-2W-0.5Si铸造合金的力学行为和变形机制.结果表明,合金的室温-高温屈服强度和650℃蠕变强度都超过IN713LC镍基高温合金的比屈服强度和比蠕变强度,表现出优异的中温力学性能.在蠕变过程中,随着载荷和温度的增加,合金的最小蠕变速率随之增大,可用蠕变方程εm=A(σ/E)10exp(-420/RT)来描述.位错在界面处繁殖,并在α2/γ层片中缠结和塞积,导致合金的初始蠕变应变速率降低.当位错运动受阻时,可以通过孪生方式使内应力得到缓解,在蠕变第一阶段就可以发生孪生和剪切现象.在高温应力作用下,α2片层发生粗化和相转变.此外,还对合金的实际应用效果进行了考核,并说明了该合金的发展方向.
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马氏体相变的弹性波促发形核
谷臣清; 付萍; 贾建军
金属学报. 2001, 37 (8): 791-794 .
使用Gleeble-1500型热模拟机,对30CrMnSiMoV超高强度钢在奥氏体状态下预应变,而后分三种工艺淬火:预应变结束后不卸载立即喷雾冷却;预应变结束后卸载,并于960℃保温5 min后再喷雾冷却;预应变后不卸载,重新加热至1050℃,并保温5 min,发生再结晶后再喷雾冷却.经对其马氏体组织进行分析发现:处于释放状态的弹性应变能会促发马氏体相变均匀形核;而塑性应变对马氏体的生长有限制作用,可间接影响马氏体的相变形核.两者的恰当配合,可显著细化马氏体,使其板条平均宽度接近纳米量级水平(平均宽度为120 nm).在此基础上,提出了一种马氏体相变的软模弹性波动形核机制,可解释所获得的实验结果.
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集团变分法中自然迭代解法收敛性的一般性证明
马钢; 夏源明
金属学报. 2001, 37 (8): 795-800 .
以bcc合金为例,选择四面体顶点作为集团变分法的基本原子团,将通过迭代方程联系起来的两组变量区分为"输入"和"输出"变量组,得到前后两步巨势函数差△Φ=Φ-Φ的表达式首先将函数△Φ视为相互独立的"输出"变量的函数,而将"输入"变量以及其它参数均看成是常量,然后采用极值定理和极值的充分条件,证明了函数△Φ的非负性;加上归一性条件的限制之后,通过引入"中间"变量,也证明了函数△Φ的非负性,即证明了迭代过程中的巨势函数的值总是单调减小的.最终依据热力学中稳定结构对应巨势函数极小值的结论证明了自然迭代法的收敛性.对于集团变分法中各种近似计算的自然迭代过程的收敛性问题,这种证明方法不同于Kikuchi提出的直接比较的方法,具有一般性.
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Al-Cu共晶合金熔体中稀土Ce与氢的相互作用
李卫红; 边秀房; 李海勇; 段佑峰
金属学报. 2001, 37 (8): 825-828 .
研究了不同稀土Ce含量对共晶成分Al-33.2Cu(质量分数,%,下同)熔体氢含量的影响.结果表明:在相同的保温时间和保温温度条件下,稀土的加入增加了合金熔体的氢含量.750℃,保温20 min,加入0.6的Ce,Al-Cu共晶合金熔体的氢含量由0.06 mL/100 g增至0.16 mL/100 g.研究了不同Ce含量Al-Cu共晶合金熔体氢含量随温度变化的规律.实验温度分别为720℃,750℃,800℃和850℃,含0.6Ce的Al-Cu共晶合金熔体氢含量的值分别为0.14,0.16,0.23和0.29 mL/100 g.
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Nd60Fe30Al10大块非晶的制备及其热稳定性
邱克强; 王爱民; 张庆生; 张海峰; 丁炳哲; 胡壮麒
金属学报. 2001, 37 (8): 829-832 .
采用熔渣包覆水淬法获得了直径为6 mm,长度为50 mm的非晶Nd60Ee30Al10合金,并对其非晶形成能力进行了研究.在三元系非晶合金中,除Pd基合金外,这是目前所报道的采用水淬法所能获得的最大尺寸的非晶合金.对Nd70Fe20Al10,在同样的条件下可获得直径为3 mm,长度为50 mm的部分非晶组织.与普通铜模铸造方法所获得的临界直径相比,前者提高了2 mm,而后者降低了4 mm.利用DTA和DSC对Nd60Fe30Al10合金的熔点和形成能力进行了分析,所计算的临界冷却速率为0.55 K/s,表明该合金具有较大的非晶形成能力.表观晶化能计算结果和DSC曲线分析表明,Nd60Fe30Al10非晶的热稳定性较低.
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Ni-P-金刚石化学复合镀层与钢基的扩散
谢华; 陈文哲; 钱匡武
金属学报. 2001, 37 (8): 841-844 .
本文采用金相观察、能谱分析、X射线衍射分析等手段,着重研究了在中碳钢衬底上施镀的Ni-P-金刚石复合镀层经中、低温热处理后,镀层与衬底间的扩散问题.结果表明,镀件经200-800℃,各1 h的热处理后,镀层与衬底间发生Fe、Ni元素的相互扩散,FFe元素在镀态时即有扩散现象,而P的扩散很弱经600℃,1 h热处理后,由于扩散的影响,镀层内Ni元素呈梯度分布;镀件经800℃,1 h热处理后并空冷,扩散层中主要形成了γ(Ni,Fe)相.
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快速凝固Ni-Al合金中的组成相
巴发海; 沈宁福
金属学报. 2001, 37 (8): 845-851 .
选取了Ni-Al系六种合金成分(Ni25Al75,Ni31.5Al68.5,Ni39Al6l,Ni70Al30,Ni72 2Al27.8,Ni74Al26),采用熔体旋铸法分别制备出不同厚度(30-120μm)的条带试样.用XRD的K值法对其组成相作了定量测定.结果表明,快速凝固组成相与常规凝固组成相有较大差异.快速凝固析出的相中,具有较低液相线温度的化合物相有较大幅度的增加;冷速不同,组成相中各相的含量也不相同.用当前快速凝固的形核理论和枝晶生长模型对实验结果作了理论分析与计算.结果表明,具有较高液相线温度的化合物相是先析出相,而具有较低液相线温度的化合物相具有生长速度上的优势.分析认为,快速凝固的冷却速率和竞争相之间的生长速度的差异是最终相组成变化的主要原因.
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Ni-Ti合金在650—850℃空气中的氧化行为研究
曾潮流; 刘国强
金属学报. 2001, 37 (8): 861-864 .
研究了Ni,Ni-5Ti,Ni-10Ti及Ni-15Ti(质量分数,%,下同)合金在650-850℃空气中的氧化行为结果表明,在650℃氧化时,Ni-Ti合金的氧化速率明显低于纯Ni,合金表面形成连续的以TiO2为主的氧化膜;随着氧化温度的升高,Ni-Ti合金的氧化速率逐渐增加至接近或大于纯Ni,合金表面形成由NiO,NiTiO3和TiO2组成的外氧化层,同时沿合金基体发生Ti的内氧化.在Ni-10Ti和Ni-15Ti合金(内)氧化前沿,原始合金的二相组织已退化成单相组织.进一步讨论了合金氧化机制.
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CREM法半连续铸造Al合金非枝晶组织的形成机制
张勤; 路贵民; 崔建忠; 张北江
金属学报. 2001, 37 (8): 873-876 .
研究了低频电磁场作用下7075Al合金半连续铸坯的微观组织.结果表明:铸坯由近球形和蔷薇形晶粒构成,且随磁场强度增大,近球形组织增加,蔷薇形组织减少,整体组织变得细小均匀.这种非枝晶组织的形成机制可解释为:电磁场作用下,从结晶器壁游离的晶粒数量增多,使熔体中的结晶核心增加,此外,游离晶粒随对流熔体一同运动以及晶粒自身的旋转运动抑制了其按枝晶方式生长,从而导致最终形成细小均匀的非枝晶组织.
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Ti在bcc Fe晶界中的作用
尚家香; 赵栋梁; 王崇愚
金属学报. 2001, 37 (8): 893-896 .
在密度泛函理论框架下,用第一原理DMol团簇方法,基于Rice-Wang热力学模型研究了合金化元素Ti对bcc FeΣ3[1 0](111)晶界结合的影响.结果表明:合金化元素Ti在晶界和自由表面的偏聚能之差为-0.372 eV,Ti增强晶界结合,为韧性掺杂元素.Ti的化学效应起主要作用,贡献为-0.713 eV,表现为较强的增强晶界结合作用.力学效应即掺杂引起的局域畸变贡献为+0.341 eV,表现为减弱晶界结合的作用.同时分析了Ti对晶界键合的影响,当Ti原子占据晶界时,Ti使得距它较近的跨越晶界的键合加强,反映了Ti强化晶界的作用.
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