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高性能Cu-Cr(Zr、Mg)自生复合材料研究及其应用

论文提出一种新型高导电高强度Cu-Cr(Zr、Mg)自生复合材料,利用该材料,可在不改变传统生产工艺条件下连续生产出大截面、复杂形状的产品。该材料利用析出强化和层片状原位复合增强相来提高纵向强度,同时对导电性能影响很小,能以较低的成本满足强度及导电性要求。论文对自生复合材料的制备、成形过程进行了详细介绍和分析。通过扫描电镜和透射电镜对铸态、加工态、时效态等各种状态的微观组织结构进行系统观察;对第二相尤其是原位复合增强相的形貌特征、形成机理做了大量分析讨论。经过不同温度、不同时间的时效处理后,对自生复合材料的时效特性进行了探讨,总结出Cr颗粒在时效过程中的具体析出行为。通过再结晶对不同加工状态下自生复合材料的性能分析,归纳出冷变形、再结晶过程及时效析出的交互作用规律。同时,通过加入诸如Zr、Mg等添加元素,可以成功地避免限制传统Cu-Cr材料使用的热裂及高温软化等弊端,并讨论了这些元素对材料强度和导电性能的影响机制。为了获得不同强  (本文共168页) 本文目录 | 阅读全文>>

《稀有金属快报》2003年10期
稀有金属快报

铌-硅基自生复合材料的新发展

铌 -硅基自生复合材料是一种颇具潜力的高温 (115 0℃ )结构材料 ,它可用作先进的涡轮叶片材料。这些复合体包含由Nb固溶体增韧的Nb5Si3 ,Nb3 Si型硅化物 ,并含有高Cr、Ti、Hf、B和Al等合金元素。对复合材料的室温断裂韧性和高温蠕变强度有良好的作用 ,如加入Cr和B有利于产生稳定Laves相和铌硼硅化物T2 相等 ,从而提高抗氧化性能。铌和铌 -硅化物复合材料相平衡的基础是Nb -Si相图靠近富Nb一边有一共晶点(Nb3 Si和Nb)。由Si含量为 10 %~ 2 5 %(原子分数 下同 )的Nb -Si二元系制备Nb -Nb3 Si和Nb -Nb5Si3 复合材料。由二元亚共晶合金制成的复合材料的微结构由Nb枝晶和Nb3 Si -(Nb)枝晶间共晶化合物构成。这些复合体的韧性由Nb产生 ,硅化物本身没有延性。Nb5Si3 和Nb3 Si有tI32和tP32有序正方结构 ,每个晶胞有 32个原子 ,单胞有大...  (本文共3页) 阅读全文>>

《材料导报》2003年02期
材料导报

高温共晶自生复合材料的研究进展

1 高温共晶自生复合材料的发展及应用 1963年采用定向凝固的方法,首次制备出了以体积百分比为11%的Al。Ni定向排列的晶须为强化相的铝基共晶复合材料.它具有良好的高温强度和组织稳定性[】]。随后。Ni基和Co基共晶合金的实验结果进一步表明,该类材料在高温结构件领域应用是切实可行的。 上世纪60年代末到70年代初自生复合材料的研究取得了极大的进展。70年代采用定向凝固的方法制备出了Ni,Al—Ni。Nb共晶复合材料实心涡轮转子叶片。对与该体系相似的Ni3A1一Ni3Ta、Ni3A1一Ni,zr2以及NiAI—cr系前人都进行了系统研究‘”】。 前人的研究丰富和发展了共晶自生复合材料理论,获得了丰硕的研究成果。例如,Ni3A1.Ni3Nb、Ni/Ni3Al—Ni3Nb、Ni—Ni3Nb、Ni/Ni。AI—TaC和Ni/Ni3Al—cr。C2等层状和棒状增强的共晶复合材料的高温屈服应力指数较高的原因与定向共晶材料中共晶两相的形状差...  (本文共2页) 阅读全文>>

《材料科学与工程》1993年01期
材料科学与工程

自生复合材料及其进展

一、引言 复合材料按基体类型可划分为金属基、非金属基及树脂基等;按用途可分为结构复合材料田功能复合材料;本文按制备方法分.人工复合材料和自生复合材料二大类。 自生复合材料指材料中的第二相是定向排列的细片和细纤维,因此,它们的性能往往是各向异性的。这些低维(一维或二维)的第二相并非由人工合成,而是在相变过程中自动析出的。一般是用共晶合金进行单向凝固,主要通过合理控制固/液界面前沿液相一侧的温度梯度( GL)、固/液界面的推进速度(v)以及合金成分(C。),使固/液界面以平界面形式推进,从而获得自生复合材料。此外,!月亚共晶或过共晶成分合金的单向凝固也能获得自生复合材料。用热处理方法利用某些合金的共析或不连续析出过程也能制取,还可以利用偏晶合金的单相凝固来获得。〔‘飞 与自生复合材料相比,人工复合材料的制备工艺要复杂得多,但目前材料界无论在科研或生产方面,人工复合材料所占的比例均远远大于自生复合材料。造成这种状况的原因之一是由于自生...  (本文共5页) 阅读全文>>

《现代铸铁》1995年01期
现代铸铁

铁-铬-碳合金自生复合材料组织及纤维生长方式

自生增强纤维复合材料,以其强度、耐磨性、耐疲劳性和耐高温性特别优异,而受到国内外研究者的重视。80年代以来,用廉价的铁、铬、碳为原料,制取自生复合材料的技术得到了发展【’-’」,研制了制取这种材料的设备,制得了该材料的试样,并对其进行了组织与性能的研究。然而,现有的研究工作还没有能对这种材料的组织、凝固方I6)的变化规律及碳化物纤维的生长方式进行深入的研究。本文通过对铁一钧一碳定向凝固自生纤维复合材料在不同工艺条件下的显微组织变化的分析,提出了这种材料的碳化物(FeCr),C。纤维沿凝固方向,以多头螺线方式生长;通过控制凝固速度和先共品奥氏体的分散度,可以控制纤维螺线的股数和螺旋角,从而提高了强度和有效长度,为选择制取此材料的最佳生产工艺参数提供了一定的依据。1试验设备与方法试验所用定向凝固装置由GPIS高频感应电炉、冷却系统、升降系统、测温系统、氮气保护系统等部分组成。将不同成分、不同凝固速度下制得的五种材料试样通过光学显微镜...  (本文共4页) 阅读全文>>

《稀有金属与硬质合金》2007年01期
稀有金属与硬质合金

新型铌铬基共晶自生复合材料的研究进展

众所周知,热电厂的热效率随运行温度的提高而提高。目前,效率较高的热电厂是装备了组合循环系统即燃气轮机和汽轮机的工厂。在这种系统中,整体热效率主要由汽轮机的入口温度控制。为了提高汽轮机的入口温度,需要提高一系列高温部件的使用温度[1]。而对于目前应用最广泛的镍基高温合金,其使用温度已经达到了1 100℃,基本上接近镍基高温合金的极限使用温度。另一方面,现代航空发动机的推重比不断提高,要求涡轮叶片的高温工作条件更加苛刻,这同样超越了镍基高温合金的极限性能。因此,从目前的发展趋势来看,汽轮机的运行温度和航空发动机叶片工作温度在不断上升,而传统的镍基合金的使用温度不可能再大幅度提高,故急需开发出使用温度能超过镍基合金的新型结构材料,在这种情况下,陶瓷基复合材料、C/C复合材料和金属间化合物具有极大的潜力。然而,陶瓷基复合材料和C/C复合材料虽能满足温度要求,但陶瓷基复合材料导热性差和韧性低以及C/C复合材料抗氧化涂层技术的不成熟和加工工...  (本文共5页) 阅读全文>>