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球磨和液相烧结制备W-Ni-Fe合金的组织和力学性能

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1229-1235页

作者：王姿曈董帝熊宁徐嘉伟董智马宗青天津大学材料科学与工程学院天津300072 安泰天龙钨钼科技有限公司北京100094 海天塑机集团有限公司浙江宁波315801

为了制备出优异、经济友好的钨重合金,在1450~1510℃的烧结温度范围内,通过球磨和液相烧结制备了93W-4.6Ni-2.4Fe(质量分数)合金。进一步研究了试样的微观结构和断裂模式。结果表明,在不同烧结温度下,烧结的试样表现出相似的两相显微结... 详细信息

为了制备出优异、经济友好的钨重合金,在1450~1510℃的烧结温度范围内,通过球磨和液相烧结制备了93W-4.6Ni-2.4Fe(质量分数)合金。进一步研究了试样的微观结构和断裂模式。结果表明,在不同烧结温度下,烧结的试样表现出相似的两相显微结构和韧性断裂模式。随着烧结温度的升高,钨颗粒尺寸也逐渐增大。当烧结温度达到或超过1480℃时,合金相对密度达到99.0%以上。1480℃烧结时可获得具有最佳抗拉伸强度(940 MPa)和延伸率(32.6%)组合的试样。在1480℃下烧结的试样具有优异的延展性,这与γ相的网络结构、韧窝的均匀分布以及两相的协同作用有关。试样的高强度归因于细化的钨颗粒尺寸和球形的钨颗粒。

关键词：钨重合金球磨液相烧结力学性能

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弥散强化钼合金的研究进展

稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1458-1470页

作者：张丹华董帝熊宁董智马宗青安泰科技股份有限公司北京100094 天津大学材料科学与工程学院水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300072 北京科技大学北京100083

钼及其合金是一类具有高熔点、高强度、高硬度和高导热性等优异特性的难熔金属,广泛应用于航空航天、核能、电子和化工等领域。然而,钼及其合金也存在一些固有缺陷,如高温强度不足、室温延性低、再结晶温度低、抗辐照性能差等。为了提... 详细信息

钼及其合金是一类具有高熔点、高强度、高硬度和高导热性等优异特性的难熔金属,广泛应用于航空航天、核能、电子和化工等领域。然而,钼及其合金也存在一些固有缺陷,如高温强度不足、室温延性低、再结晶温度低、抗辐照性能差等。为了提升钼及其合金的性能,研究人员采用了多种方法,其中弥散第二相颗粒是一种简单高效的强化手段。本文综述了已报道的不同金属碳化物和氧化物强化相对钼合金微观结构和力学性能影响的工作结果。分析了氧化物和碳化物的颗粒形貌、尺寸、分布、体积分数以及与钼基体的界面结构对钼合金力学性能的影响,讨论了不同掺杂技术获得高性能钼合金材料的特点,阐述了弥散强化钼合金在工业应用和生产等方面面临的挑战和机遇。力求为弥散强化钼合金的设计提供科学依据,扩展钼合金在各领域的广泛应用。

关键词：钼合金弥散强化氧化物/碳化物力学性能

三联熔炼GH4169合金大规格铸锭与棒材元素偏析行为

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金属学报 2020年第8期56卷 1123-1132页

作者：张勇李鑫旭韦康韦建环王涛贾崇林李钊马宗青中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095 天津大学材料科学与工程学院天津300354

采用真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔三联熔炼方法制备大规格GH4169合金铸锭,利用SEM、TEM、EPMA和EDS分析了大规格GH4169高温合金自耗锭(直径508 mm)与棒材(直径240 mm)不同部位的典型元素含量和析出相特征。结果表明:大... 详细信息

采用真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔三联熔炼方法制备大规格GH4169合金铸锭,利用SEM、TEM、EPMA和EDS分析了大规格GH4169高温合金自耗锭(直径508 mm)与棒材(直径240 mm)不同部位的典型元素含量和析出相特征。结果表明:大规格铸锭中Al元素偏析程度较轻,而Nb、Ti和Mo元素偏析较重,枝晶间凝固时析出较多的MC相、Laves相和δ相等。经过两阶段高温均匀化处理和开坯锻造后,GH4169棒材内无"黑斑"、"白斑"等宏观偏析,元素微观偏析也被基本消除。结合计算仿真,进一步对比分析了三联熔炼GH4169与Inconel 718合金棒材的化学成分均匀性,发现国产GH4169存在元素的区域偏析,其棒材的典型元素样本方差值(能够体现区域元素偏析程度)与Inconel 718棒材相比存在差距。这种区域元素偏析对国产三联熔炼GH4169棒材的力学性能(如硬度等)波动性造成一定程度的影响。通过精细控制熔炼过程参数,优化均匀化热处理和锻造工艺,有助于进一步降低GH4169合金大规格棒材的区域元素偏析。

关键词： GH4169 三联熔炼变形高温合金元素偏析

Inconel 718变形高温合金热加工组织演变与发展趋势

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金属学报 2018年第11期54卷 1653-1664页

作者：刘永长张宏军郭倩颖周晓胜马宗青黄远李会军天津大学材料科学与工程学院水利安全与仿真国家重点实验室天津300354

本文首先针对Inconel 718合金的锻造工艺过程,较为系统地阐述了合金高温变形时的再结晶机制、晶粒长大、d相形态控制以及存在的残余应力问题。基于选区激光熔化技术在航空发动机材料增材制造领域的潜在优势和应用前景,分析了选区激光熔... 详细信息

本文首先针对Inconel 718合金的锻造工艺过程,较为系统地阐述了合金高温变形时的再结晶机制、晶粒长大、d相形态控制以及存在的残余应力问题。基于选区激光熔化技术在航空发动机材料增材制造领域的潜在优势和应用前景,分析了选区激光熔化技术制造Inconel 718合金凝固组织和性能的各向异性,探讨了热处理工艺在消除有害相、改变组织结构及力学行为等方面的重要作用和局限性。结合高温服役过程的组织演变,分析了Inconel 718合金变形时涉及位错滑移、孪生、g″相剪切方式的变形机制。最后,介绍了通过调整Inconel 718合金成分来改变强化相结构,从而进一步提高变形高温合金服役温度的有效尝试(如Allvac 718Plus合金的服役温度提高了55℃),指出了通过成分调整来获得热稳定性优异的g″-g'复合析出结构是新型变形镍基高温合金的重要发展方向。

关键词： Inconel 718合金再结晶选区激光熔化位错剪切机制 g″-g’强化型合金

650℃时效对9Cr-ODS钢显微组织和性能的影响

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金属学报 2020年第8期56卷 1075-1083页

作者：彭艳艳余黎明刘永长马宗青刘晨曦李冲李会军天津大学材料科学与工程学院天津市复合材料与功能化重点实验室天津300072

采用粉末冶金工艺制备了9Cr-ODS钢,采用XRD、SEM、TEM、硬度测试等方法对9Cr-ODS钢在650℃下时效不同时间后的组织演变与热稳定性进行了研究。结果表明:原始烧结态组织主要由板条马氏体和Y2O3析出相组成;随着时效时间的增加,9Cr-ODS钢... 详细信息

采用粉末冶金工艺制备了9Cr-ODS钢,采用XRD、SEM、TEM、硬度测试等方法对9Cr-ODS钢在650℃下时效不同时间后的组织演变与热稳定性进行了研究。结果表明:原始烧结态组织主要由板条马氏体和Y2O3析出相组成;随着时效时间的增加,9Cr-ODS钢的板条马氏体逐渐粗化,位错减少,同时Cr23C6碳化物开始析出并长大。大尺寸Laves相在时效中逐渐析出并随时效时间延长而长大。尺寸较大的Y2O3粒子在时效中进一步增大,而尺寸稍小的Y2O3在时效中析出数量增多。显微硬度随时效时间的增加先下降然后逐渐趋于稳定。

关键词： 9Cr-ODS钢时效热稳定性

原位合金化调控电弧增材制造钛合金组织与性能研究进展

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特种铸造及有色合金 2024年第11期44卷 1478-1488页

作者：张萌王颖马宗青杨振文天津大学材料科学与工程学院天津300072

电弧增材制造过程中固有的高冷却速率和温度梯度使得沉积钛合金产生粗大的初生β柱状晶粒,降低合金的塑性和疲劳性能。采用原位合金化的方法引入高生长限制因子元素改变熔池凝固,促进柱状晶粒发生等轴化转变是提升沉积态钛合金性能有效... 详细信息

电弧增材制造过程中固有的高冷却速率和温度梯度使得沉积钛合金产生粗大的初生β柱状晶粒,降低合金的塑性和疲劳性能。采用原位合金化的方法引入高生长限制因子元素改变熔池凝固,促进柱状晶粒发生等轴化转变是提升沉积态钛合金性能有效的方法。总结了电弧增材制造中原位合金化方法,分析了非金属和金属合金化元素对电弧增材制造钛合金组织和性能的影响,以及合金化元素诱导柱状晶发生等轴化的转变机理,最后对电弧增材制造钛合金成分设计提出了展望。

关键词：合金化增材制造钛合金微观组织

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Enhanced mechanical properties in oxide-dispersion-strengthened alloys achieved via interface segregation of cation dopants

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Science China Materials 2021年第4期64卷 987-998页

作者： Zhi Dong Zongqing Ma Liming Yu Yongchang Liu State Key Lab of Hydraulic Engineering Simulation and Safety School of Materials Science and EngineeringTianjin UniversityTianjin 300072China

With significantly enhanced irradiation resistance,high-temperature strength,and creep resistance,oxide-dispersion-strengthened tungsten(ODS-W)alloys present tremendous potential for high-temperature ***,the oxide particles tend to segregate at W grain boundary and grow up(even to micron),greatly suppressing their strengthening *** is always a great challenge to effectively refine and disperse the oxide particles at W grain ***,we successfully developed a new type of cation-doped W-Y2O3 alloy via a wet chemical method and subsequent low-temperature *** was found that proper cation doping could not only significantly refine the intergranular Y2O3 second phase particles but also dramatically improve the sinterability of W *** doping effects,as a result,simultaneously enhance the strength and ductility of the W-Y2O3 *** was confirmed that the segregation of cation dopants at the W/Y2O3 interface is the origin of these doping ***,X-ray photoemission spectra(XPS)analyses confirmed that cation dopant segregation also obviously affects the chemical bonding(i.e.,W–O bond)along the W/Y2O3 *** a result,the ratelimiting mechanism for W grain growth is influenced remarkably,explaining well the difference of W grain size in various cation-doped W-Y2O3 *** the refinement of intergranular Y2O3 particles,it can be understood well from both thermodynamic and kinetic ***,W/Y2O3 interfacial energy and atom mobility for Y2O3 coarsening are all limited by cation dopant *** importantly,this cation-doping approach can also be applicable to other ODS alloys for enhancing their comprehensive mechanical properties.

关键词： oxide-dispersion-strengthened alloys cation doping interfacial segregation strengthening-toughening

核壳结构氧化物/钨复合纳米粉体的制备及其烧结特性研究

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核壳结构氧化物/钨复合纳米粉体的制备及其烧结特性研究

第十三届中国钢铁年会

作者：董智马宗青刘永长天津大学材料科学与工程学院

与相应的合金基体相比,氧化物弥散强化(ODS)的合金具有显著提升的强度、组织稳定性和蠕变抵抗力,这使得它们在许多关键的领域具有很大的应用潜力。但由于添加的氧化物趋于在金属基体晶界处团聚长大,不能很好地弥散分布,这大大削弱了氧... 详细信息

与相应的合金基体相比,氧化物弥散强化(ODS)的合金具有显著提升的强度、组织稳定性和蠕变抵抗力,这使得它们在许多关键的领域具有很大的应用潜力。但由于添加的氧化物趋于在金属基体晶界处团聚长大,不能很好地弥散分布,这大大削弱了氧化物添加对合金的改善效果。基于此,我们以ODS-W合金为实验对象,首先结合水热和冷冻干燥法制备了具有钨包覆氧化物核壳结构的复合纳米粉末。在这种独特复合粉末中,纳米尺寸的氧化物(约2～5 nm)被均匀地包覆到钨晶粒内部,同时它们与周围的钨基体呈现出完全共格的界面特征。以该复合粉末为先驱粉,经低温烧结和高能锻加工以后,获得了强度和韧性匹配良好的ODS钨基合金。力学性能测试的结果表明:该ODS钨基合金在室温下延伸率为2.5%,抗拉强度为1390MPa,这表明该钨合金的韧脆转变温度降到了室温以下,打破了传统ODS-W合金在低温下呈脆性的局限性。600℃下强度为720MPa,延伸率为14%,具有优异的强韧性。综上,这种通过核壳结构前驱粉末来原位引入超细、共格的弥散强化相的方式能够显著改善合金的强韧性,并且有望应用于其他ODS合金体系。

关键词： metallurgy materials

来源： cnki会议评论

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金属陶瓷油漆在海洋石油平台上的应用

山西建筑 2013年第21期39卷 119-120页

作者：陶付文马宗青海洋石油工程股份有限公司天津300452 天津大学材料科学与工程学院天津300072

主要介绍了金属陶瓷油漆在南海某石油平台开排沉箱上的应用,详细描述了金属陶瓷油漆的施工技术要点及完工后的质量检验,最后对于金属陶瓷技术的应用前景作出了展望。

关键词：海洋平台金属陶瓷开排沉箱