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高梯度定向凝固共晶高温合金的组织与性能

本文采用LMC和电子束区熔两种高温度梯度定向凝固装置,研究合金成分及工艺参数对初生相析出行为的影响,优化了自生复合材料的制备工艺。在此基础上开展了以Ni-TaC系共晶合金为代表的定向高温共晶复合材料的研究,借助金相技术、电镜技术、图象处理技术等多种分析测试手段,考察试样的界面形态、组织特征以及共晶共生范围等多方面的凝固特性,建立了凝固过程控制与凝固组织的对应关系。探讨了自生复合材料凝固组织对力学性能的影响以及室温和高温复合材料的断裂机制。本工作发现,温度梯度在一定程度上能够抑制初生相析出,较低的凝固速率对抑制初生相的析出有利。在LMC高温度梯度定向凝固条件下,凝固速率在7.14μm/s范围内,偏离共晶成分2.9wt.%Ni-Nb亚共晶合金都可制备出片层状共晶自生复合材料。生长速率平方根的倒数与共晶片层间距具有线性对应关系,该系统有λ~2R=83.14μm~3/s关系式。EBFZM的Ni-Nb近共晶合金在电子枪移动速率为1.67μ  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

《材料导报》2001年08期
材料导报

高梯度定向凝固共晶高温合金的组织与性能

~~高梯度定向凝固共晶高温合金的组织与性能@于金江$西北工业大学凝固技术国家重点实验室!西安710072 中科院沈阳金属研究所,沈阳110016制备共晶自生复合材料的生产效率低、增强相体积分数调节范围小等因素极大地制约了共晶自生复合材料的发展和商业应用。采用 LMC 和电子束区熔两种高温度梯度定向凝固装置,不但提高了自生复合材料的生产效率,而且还扩大了增强相体积分数的调节范围。在 LMC 高温度梯度定向凝固条件下,凝固速率在7.14μm/s 范围内,偏离共晶成分2.9wt%Ni-Nb 亚共晶合金都可制备出片层状共晶自生复合材料。生长速率平方根的倒数与共晶片层间距...  (本文共1页) 阅读全文>>

西北工业大学
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高梯度定向凝固Cu-Cr自生复合材料的组织与性能

定向凝固Cu-Cr自生复合材料由于具有高强度、高导电性,同时因其在凝固过程中自动形成而避免了人工复合材料中长期存在的界面污染、稳定性差等不足,因而在电气化铁路用电车线材方面有广阔的应用前景。本文就是以电车线的应用为背景,采用Cu-Cr合金作为研究对象,从凝固工艺和凝固机制两个方面,系统地研究了其在定向凝固工艺下的组织形态及其强化元素的析出行为。主要内容和成果有:1 自行设计了一台双区加热高梯度定向凝固装置。该装置采用了双区加热和液态合金直接冷却技术,再配以合适的辐射挡板,可以提高液固界面处的温度梯度。抽拉系统可以实现较大范围内(0.2—850μm/s)的连续调节,抽拉过程平稳可靠,低速抽拉时无爬行蠕动现象,同时具备液淬功能。2 揭示了Cu-Cr共晶的生长形态,发现其在共晶生长过程中,共晶体(α+β)依附在α相上生长;Cu-Cr因有较好的共格关系,其共晶形貌按照其结晶结构学特点生长,定向凝固下热流的方向影响不显著。3 在非平衡凝固...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
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Si-TaSi_2共晶自生复合场发射材料的组织与性能

当前场致发射材料研究的热点主要有半导体硅、金刚石薄膜以及碳纳米管等。Si-TaSi2共晶自生复合材料作为半导体金属共晶材料(SME)之一,具有较低的功函数、良好的电传输特性和自生肖特基结等特点,被认为是具有良好的应用前景的场发射材料之一。本文采用电子束区熔(EBFZM)定向凝固技术制备Si-TaSi2共晶自生复合场发射材料。借助金相技术、电镜技术、图象处理技术等多种分析测试手段,考察了Si-TaSi2共晶定向凝固组织演化规律和Si-TaSi2共晶自生复合材料的场发射性能。首先研究了不同的凝固速率下制得的Si-TaSi2自生复合材料的凝固组织特征,随着凝固速率的增大,组织明显得到细化:TaSi2纤维的直径d变小,纤维间距λ变小,与此同时面密度Nr增大,体积分数V%增大;采用波谱分析和金相分析的方法对共晶体中相的组成进行了研究:在透射电镜上进行选区电子衍射,明确了Si基体和TaSi2纤维之间的位相关系为【011】Si//[0001】...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
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Ni,Cr,Al-TaC共晶自生复合材料的组织与性能研究

本文采用LMC高温度梯度定向凝固装置,对Ni,Cr,Al-TaC共晶自生复合材料进行了深入的研究,优化了该种自生复合材料的制备工艺。利用热电偶测温方法,对定向凝固过程中固液界面温度梯度及影响因素进行测试和分析。采用对试样液淬的方法获得该种共晶自生复合材料的各种固液界面形态。借助金相技术、电镜技术、图象处理技术等多种分析测试手段,考察试样的界面形态、组织特征以及共晶形貌等多方面的凝固特性,建立了凝固过程控制与凝固组织的对应关系。探讨了自生复合材料凝固组织对力学性能的影响以及室温和高温复合材料的断裂机制。本工作发现,在温度梯度基本保持不变的条件下,随着凝固速率的增大,Ni,Cr,Al-TaC共晶自生复合材料的凝固界面由平界面向胞状及枝状界面逐渐转化。同时共晶组织也由棒状向胞状及枝状转化。在该共晶自生复合材料中TaC纤维间距和凝固速率的函数关系为,横向面积与凝固速率的函数关系为S=-0.6597R+5.14,TaC纤维体积分数在一定范...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安建筑科技大学
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亚快速定向凝固Fe-Al-Ta三元合金的组织形成机理

金属间化合物具有低密度、高熔点、高强度以及优异的抗氧化腐蚀等特点,是一类极具潜力的新型中高温结构材料。金属间化合物既优于高温合金的耐温性,又优于陶瓷材料的韧性与可热加工性,受到材料研究者的广泛关注。在备受关注的金属间化合物种类中,Fe-Al系金属间化合物以其较小的密度、低廉的价格以及优越的性能,使其一度成为中高温结构材料研究的热点。本文采用亚快速定向凝固技术,通过向Fe-Al金属间化合物中添加微量的Ta元素,制备出Fe-Al-Ta共晶自生复合材料。借助先进的分析设备和测试仪器,在较大范围的凝固速率内深入分析亚快速定向凝固的工艺参数对相成分、固液两相界面形态以及凝固组织生长特征等的影响。同时也探讨了Fe-Al-Ta共晶自生复合材料凝固组织与力学性能的关系,分析了共晶合金的表面显微硬度、室温拉伸断口、三点弯曲断口以及强化机制。通过EDS和XRD分析,真空感应熔炼态(铸态)和定向凝固不同凝固速率下的Fe-Al-Ta共晶自生复合材料均由...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>