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氧化物弥散强化镍基高温合金的机械合金化研究

1。引言 提高燃气涡轮发动机性能的关键是发展能够更加耐高温、耐腐蚀的新材料。涡轮叶片通常在高温、高应力和氧化、腐蚀环境下工作,它是燃气涡轮发动机中要求最高的另件之一。目前涡轮叶片主要采用镍墓沉淀强化型高温合金,但现有的这一类叶片合金由于受主要弧化相?‘粗化和固溶温度的限制,已难以适应先进燃气涡轮发动机的进一步发展要求。氧化物弥散强化(ODS)高温合金则由于存在稳定、细小、均匀的弧化物弥散相,因此在?‘才日失去强化作用的情况下,.甚至在接近墓体熔点的高温下,仍能保持有用的强度。 机械合金化工艺是本世纪七十年代以后兴起的一项制取材料的新工艺,它不仅能够实现氧化物在合金中的弥散分布,而且能够生产含有大量活性元素和具有特殊品粒组织的复杂合金,这是采用一般熔炼法和普通粉末冶金法均不能同时实现的。正在研究和发展中的以涡轮叶片为目标的ODS高温合金有:MA6000〔‘〕、B1900+Y: 03〔2〕、IN738+Y:O:c3〕、1肚钢铁研究总...  (本文共8页) 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

微量活性元素添加对ODS合金中氧化物粒子的影响

通过添加微量活性元素改善氧化物弥散强化(ODS,oxide dispersion strengthened)合金的性能是一种十分重要的技术路线。ODS合金性能的提升往往依赖于微量活性元素添加对合金微观结构的影响。对于应用于航空发动机涡轮叶片的镍基ODS高温合金、以及应用于核燃料包壳管的ODS铁素体钢,ODS合金基体中氧化物粒子的物相、弥散形貌以及粒子与基体之间的界面结构信息决定了合金在恶劣服役环境的表现。本文针对微量活性元素添加对ODS合金中氧化物粒子的影响,以ODS-1、未添加Zr及Zr添加ATF包壳用ODS钢和MS-4及MS-5三种类型ODS合金为研究对象,综合利用衍射衬度技术和高分辨透射电子显微图像技术等先进表征分析手段,系统研究了微量活性元素锆、钛、铝和铪的添加对ODS合金基体中氧化物粒子的物相、尺寸及空间分布以及粒子与晶体之间的共格性和取向关系的影响。本课题的研究结果如下:①锆和钛元素的添加会降低ODS钢中氧化物粒子的...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械工程材料》1991年02期
机械工程材料

机械合金化

一、引官 金属基复合材料,快速凝固和机械合金化等新的材料和技术的出现是当今材料科学迅速发展的五要标志。虽然机械合金化的发现比快速凝固耍早,但是对它的深入研究却是近几年的事。因此可以说机械合金化是一项年轻的材料技术。 机械合金化是用来生产具有细的组织结构和(或)亚稳相的合金或陶瓷粉末的,然后通过粉末冶金、挤压或锻造等热机械过程将这些粉末制造成形,也可用等离子喷涂于零件表面做为防腐蚀和耐磨层。 .机械合金化技术是在廿年前由国际镍公司(I Nco)开发的川。最初是用于研制氧化物弥散强化的镍基超合金。近5~6年来发现机械合金化可以提供其它技术(例如快速凝固)不可能得到的组织结构,因而有广阔的应用前景。例如可以生产在液态不互溶的钦一稀土、Cu一Pb等合金系统,可以处理高熔点金属间化合物,合金中活性元素(AI、Ti等)含量可不受限制等,这些都是快速凝固难以实现的。特别是发现机械合金化可以在固态下获得非晶态粉末,从而生产非晶材料或诈为可控晶粒...  (本文共5页) 阅读全文>>

《科学新闻》2003年04期
科学新闻

中科院金属所在机械合金化研究领域取得可喜成果

……!…!JesJ.:we|ljl月jJ通,JJIJJJ|JJleslJ|we习 本刊讯机械合金化研究是 ,种材料合成新方法,采用此方法可制备非晶态合金,纳米晶材料、过饱和固溶体等各种亚稳材料。机械合金化已经成为材料制备科学中一个新的分支学科。 中国科学院金属研究所于1 988年开始,分别由全明秀研究组、卢柯研究组和臭玉混研究组开展机械合金化领域的研究工作,取得了一系列创新性研究结-果。沈阳材料科学国家工联合)实验室完成的“机械合金化过程中非晶态与纳米晶形成及结构研究倾戴获盯姗年度辽宁省自然科学奖的一等奖。 金属所的科技人贫在儿基器攀易禁;应过程,羌序、有序、无序转,表明这一新反应带有普遍。研究中还发现,机...  (本文共1页) 阅读全文>>

《材料导报》2013年S2期
材料导报

表面机械合金化研究进展

表面机械合金化是通过非平衡的方式使材料表面产生强烈的塑性形变而增加材料表面能,逐渐细化晶粒,提高材料表面的局部温度,促进原子扩散,发生合金化反应的一种表面处理技术。表面机械合金化源于表面机械研磨处理,是表面强烈塑性形变的一个分支领域[1]。与表面机械研磨处理不同,表面机械合金化在进行表面机械研磨处理的同时引进了不同于基体的额外颗粒,不仅能制备纳米梯度结构的表面复合层,又能满足材料表层多样性的需求。它的基本原理图如图1所示。表面机械合金化能够有效地制备有别于基体材料的纳米结构复合合金层,其主要特点是:在处理初期,晶粒尺寸是距离表面的深度的函数,越接近表面,晶粒越小;当达到一定的处理时间后,合金表面形成一层致密的具有纳米结构的表面合金层。纳米结构合金复合层是一个连续变化的表面层,与基体结合好,没有明显的分界面,不易发生剥离。目前表面机械合金化已成功地制备出纳米金属间化合物表面复合层[2-5]、固溶体复合层[6,7]、层状的多组元表面...  (本文共4页) 阅读全文>>

《人力资源管理》2013年11期
人力资源管理

机械合金化技术在材料科学专业教学实践中的研究和探讨

对于材料科学与工程专业的本科生来说,到了大三和大四就要学习许多专业课程和专业选修课程。其中有些课程属于材料合成与制备方法方面的内容。在材料合成与制备方法的课程教学中就需要涉及到材料的某些制备工艺,例如某些金属合金的制备工艺方法。对于金属合金的制备方法,很多教科书都详细地讲述铸造技术、焊接技术、粉末冶金技术、金属熔炼技术等,但也会涉及到机械合金化技术。机械合金化技术是近年来发展起来的一种制备高性能合金的新技术。这种技术主要是利用机械球磨工艺把不同种金属粉末通过机械球磨方式通过一定时间的球磨,最终使这些金属元素粉末通过机械球磨工艺形成金属合金,所以最终能够得到需要的新型金属合金材料。由于机械合金化工艺可以在常温下进行,不像金属熔炼技术那样需要较高的温度才能熔化金属,因此机械合金化技术更为实用,成本较低,而且材料的制备工艺简单。所以机械合金化技术近些年来发展较快,机械合金化技术所能够制备的金属合金材料的范围和种类也在不断地扩大,所制备...  (本文共2页) 阅读全文>>

《材料导报》2008年S2期
材料导报

低温机械合金化研究和纳米颗粒团聚的热力学分析

0引言低温机械合金化或低温球磨(Cr卯ge‘。meehanieal allo-如ng/eryomilling)是一种高能球磨过程,它是在低温环境或介质(液氮、液氢)中对单质元素或者合金粉进行的机械合金化和球磨过程。它同常温机械合金化的实质一样,都是固态反应。早在20世纪80年代,国外就开始在这一领域研究,但是国内在这方面的研究还处于初级阶段。到目前为止,已经用低温机械合金化成功地制备了弥散强化材料、纳米晶材料和金属间化合物。在球磨的过程中,混合粉末不断地经历磨球的碰撞、挤压发生形变、断裂和冷焊,并且在这一过程中通过原子扩散等方式形成合金粉末。其中,混合粉末的细化受2个过程控制,即断裂和冷焊。这两个过程最终达到动态平衡,粉末颗粒的尺寸就不再发生显著的变化。为什么低温机械合金化越来越引起人们的关注呢?因为低温机械合金化为纳米材料的研究提供了一条有益的途径,通过低温机械合金化制备的纳米粉末具有良好的热稳定性,而高温稳定性纳米材料的研制...  (本文共3页) 阅读全文>>