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微量元素Y、Zr对Pt的高温强化研究

材料工程 1992年第4期20卷 17-19页

作者：赵伟彪叶志真陶正炎王晓震北京航空材料研究所

本文研究了微量元素Y、Zr对Pt的高温强化作用;讨论了Y、Zr对Pt的常规力学性能、电性能、高温持久性能和挥发失重的影响。

关键词：铂高温强化微量元素

700℃等级超超临界电站用含铝奥氏体钢的高温强化

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700℃等级超超临界电站用含铝奥氏体钢的高温强化

作者：赵林上海交通大学

学位级别：硕士

新型含铝奥氏体耐热钢（AFA）拥有优异抗高温蠕变性能和抗氧化能力，同时兼顾经济成本，有望成为新一代耐高温材料应用于700℃超超临界锅炉关键部件，其高温氧化抗力优于商用耐热钢和高温合金。本论文通过关键微量元素含量的修正，结... 详细信息

新型含铝奥氏体耐热钢（AFA）拥有优异抗高温蠕变性能和抗氧化能力，同时兼顾经济成本，有望成为新一代耐高温材料应用于700℃超超临界锅炉关键部件，其高温氧化抗力优于商用耐热钢和高温合金。本论文通过关键微量元素含量的修正，结合调整制备工艺，研究满足700C等级超超临界机组应用要求的新型耐腐蚀奥氏体不锈钢的成分设计原理和组织调控手段，评估其高温蠕变/持久性能，表征高温蠕变/持久前后的微观组织演变。 AFA主要依靠MX相即NbC的析出强化以及Nb的固溶强化。NbC是否呈现纳米尺度析出、并均匀分布在基体中，就显得尤为重要。从Jmatpro计算的平衡相图中发现NbC会在1360℃左右从液相中先析出来，故容易形成大块的液析NbC相，经高温固溶处理难以消除，影响AFA的高温性能。AFA中添加稀土可以阻碍初生NbC的析出，减少初生相中的大块NbC对样品性能的不利影响。通过热机械处理能够抑制晶粒在最终稳定化处理过程中的粗化，获得较细的晶粒度。复合地加入Nb-V（部分V替换等原子比的Nb），并进一步降低C含量（至0.04wt%）水平能够从根本上有效地抑制粗大液析NbC的析出，有利于在后续处理过程中获得弥散细小均匀分布的NbC，其高温强化效果要比单独加入Nb高出许多，能大幅提高样品的抗高温蠕变性能。屈服强度并不能作为衡量AFA最终蠕变性能的唯一指标，为了更加直观的比较各个样品抵抗塑性变形的能力，从而为选取高温蠕变性能优良的样品提供依据，采用了求应变硬化指数n的方法来进行处理，n值大小表示了材料应变强化能力或对进一步塑性变形的抗力。通过一系列对比实验，得到了最佳的AFA成分配比和加工工艺，得到的样品在700℃150MPa的高温蠕变寿命为1536.9小时，完全达到了预期的实验设想。该样品蠕变前样品中的析出相只有细小弥散的尺寸为10-20nm的NbC，在蠕变过程中起主要强化作用。蠕变后样品中NbC略有粗大。增多，且发现100nm左右的NiAl相和100nm左右的Laves相。

关键词：超超临界含铝钢高温强化蠕变成分调控加工工艺

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镁合金高温强化、阻燃及腐蚀机理探究

沈阳师范大学学报（自然科学版） 2011年第3期29卷 335-342页

作者：张国英沈阳师范大学物理科学与技术学院沈阳110034

由于具有低密度和其他的优异性质,镁合金作为21世纪轻量化结构和功能材料正越来越多地应用于汽车、电子、航空航天及能源等领域。然而,现阶段镁合金的高温和腐蚀性能还不够好,加之其熔炼时燃烧和加工性能差限制了其发展和实际应用。结... 详细信息

由于具有低密度和其他的优异性质,镁合金作为21世纪轻量化结构和功能材料正越来越多地应用于汽车、电子、航空航天及能源等领域。然而,现阶段镁合金的高温和腐蚀性能还不够好,加之其熔炼时燃烧和加工性能差限制了其发展和实际应用。结合笔者的研究工作,综述了镁合金高温强化、阻燃和腐蚀方面国内外的研究成果,探讨了Bi,Sb及稀土对镁合金高温强化影响机理、Ca,Be稀土等对镁合金的阻燃机理和镁合金腐蚀钝化机理。意在加深对这些机理的理解,为将来镁合金的研究发展提供基础。

关键词：镁合金高温强化阻燃腐蚀电子理论

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GH586合金的晶界碳化物高温强化

东北大学学报（自然科学版） 1998年第6期19卷 577-580页

作者：谢世殊杨洪才王志兴黄子阳东北大学材料与冶金学院宝山钢铁(集团)公司

通过对ＧＨ５８６合金在不同固溶处理温度下的金相组织观察、晶界碳化物萃取复型的透射电镜观察、定量相分析及８５０℃拉伸性能的测试，研究了晶界碳化物对合金高温拉伸性能的影响．探讨了高温下合金晶界碳化物的强化作用，并结合理论... 详细信息

通过对ＧＨ５８６合金在不同固溶处理温度下的金相组织观察、晶界碳化物萃取复型的透射电镜观察、定量相分析及８５０℃拉伸性能的测试，研究了晶界碳化物对合金高温拉伸性能的影响．探讨了高温下合金晶界碳化物的强化作用，并结合理论分析提出了晶界碳化物高温强化关系式．结果表明，该合金中均匀分布的细小晶界碳化物在高温下提高了合金强度；晶界碳化物对８５０℃屈服强度的贡献，用理论模型分析的结果与实验结果符合良好．

关键词： GH586合金晶界碳化物高温强化镍基变形合金

硅铝复合水解液对硅基陶瓷型芯高温性能的影响

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特种铸造及有色合金 2018年第5期38卷 521-524页

作者：王丽丽李嘉荣唐定中刘世忠李鑫牛书鑫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

以Si/Al质量比可调的硅铝复合水解液为研究对象,对硅基陶瓷型芯进行高温强化,并与硅酸乙酯水解液和硅溶胶强化的型芯进行性能对比。结果表明,采用Si/Al比为1∶3的硅铝复合水解液(SA13)强化后,型芯的密度、显气孔率、高温抗弯强度和抗变... 详细信息

以Si/Al质量比可调的硅铝复合水解液为研究对象,对硅基陶瓷型芯进行高温强化,并与硅酸乙酯水解液和硅溶胶强化的型芯进行性能对比。结果表明,采用Si/Al比为1∶3的硅铝复合水解液(SA13)强化后,型芯的密度、显气孔率、高温抗弯强度和抗变形能力介于硅酸乙酯水解液与硅溶胶之间;硅铝复合水解液(SA13)强化型芯的高温尺寸稳定性最佳,与单晶高温合金DD6接触的高温化学稳定性也有所提高。

关键词：硅基陶瓷型芯高温强化硅铝复合水解液

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SiO2基陶瓷型芯高温性能强化的研究现状

特种铸造及有色合金 2020年第7期40卷 749-753页

作者：占红星芦刚严青松晏玉平陈邦浪南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063

介绍了涡轮发动机空心叶片用SiO2基陶瓷型芯的应用背景,及其对硅基陶瓷型芯进行高温强化的重要意义。主要概述了矿化剂强化、水解液强化和纤维增强对SiO2基陶瓷型芯高温性能强化效果的研究现状,并对硅基陶瓷型芯的发展作出了展望。

关键词：空心叶片硅基陶瓷型芯高温强化

Al-Si多元合金中耐热相构筑及其对高温抗拉强度的影响

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Al-Si多元合金中耐热相构筑及其对高温抗拉强度的影响

作者：孟凡超山东大学

学位级别：硕士

铝合金比强度高、耐腐蚀,具有良好的加工成形性,热处理后强度高,是理想的汽车轻量化材料。但是铝合金的强度随温度升高急剧降低,不能满足现代动力装备的要求。因此,迫切需要对铝合金的耐热性进行研究。在铝合金中引入热稳定性良好的耐... 详细信息

铝合金比强度高、耐腐蚀,具有良好的加工成形性,热处理后强度高,是理想的汽车轻量化材料。但是铝合金的强度随温度升高急剧降低,不能满足现代动力装备的要求。因此,迫切需要对铝合金的耐热性进行研究。在铝合金中引入热稳定性良好的耐热相是提高其高温强度的有效途径,而耐热相的强化效果通常受耐热相构型的影响。基于此,本文应用合金化、熔体处理和变形处理的方法对耐热相的构型进行调控和优化,并对不同耐热相构型的强化效果进行了分析。在此基础上,制备了具有网状构型增强结构的新型Al-Si多元合金,有效提高了合金的高温强度,并对共晶Si与耐热相构筑的网状构型进行了三维表征,从构型连通率的角度出发,研究并揭示了网状构型的高温强化机制。主要研究内容如下:(1)Al-Si多元合金中Fe/Ni耐热相的优化研究微量的Fe元素可以优化Al-12Si-4Cu-2.5Ni-1Mg-xFe多元合金中的耐热相构型。其中Fe含量为0.15%时,Fe元素以针片状β-Fe相的形式出现在合金中,同时鱼骨状的δ-Al3CuNi相离散地分布在α-Al基体上;Fe含量增加至0.6%时,Fe元素主要存在于块状的T-Al9FeNi相中,且合金中的主要耐热相以连续或半连续的网状构型分布在α-Al晶界处;进一步增加Fe含量至0.8%,针片状的β-Fe相再次出现,且T-Al9FeNi相以粗大的条带状形貌分布在α-Al基体上。通过高温拉伸测试发现,耐热相以离散型分布和条带状分布时对高温强度贡献较小,而网状或半连续网状分布的耐热相对高温强度贡献最大,使试验合金的350℃抗拉强度可达107MPa,比离散型耐热相强化的合金提高22%;但前两种构型对合金的塑性贡献较大。这源于网状或半连续网状分布的耐热相能有效强化高温下的晶界,有利于合金高温强度的提高;而另外两种构型对晶界的整体强化能力较弱,因此在获得较高塑性的情况下合金的强度相对较低。通过合金化的方法制备了 Al-12Si-4Cu-1Mg-0.6Fe-xNi,x=2、2.5、3 和 3.5 四种材料。在试验合金中,Ni含量的变化没有引起耐热相种类的变化,但耐热相的构型发生了变化。Ni含量为2%时,合金中主要耐热相的尺寸较小且分布较离散;Ni含量增加至2.5%时,合金中的主要耐热相呈现出连续或半连续的网状构型;进一步增加Ni含量至3.5%,合金中的富Ni相变得粗大且呈聚集分布。测试发现,网状或半连续网状构型有利于耐热相发挥自身良好的热稳定性,使合金达到最大的高温强化效果,350℃抗拉强度可达103 MPa,比耐热相呈离散分布的合金提高24%。(2)Al-Si多元合金耐热相构型调控及其对高温拉伸性能的影响在网状构型耐热相强化Al-Si多元合金的基础上,为进一步研究耐热相构型对铝合金高温强化效果的影响,对耐热相构型进行调控,分别制备离散型、连续或半连续网状构型和流线型分布的耐热相,并研究了不同耐热相构型的高温强化机制和对α-Al基体变形行为的影响。在网状构型耐热相强化的Al-12Si-4Cu-2.5Ni-1Mg-0.6Fe合金的基础上,通过熔体处理和提高凝固冷速的工艺抑制了初晶Si的析出,导致共晶Si大量形成且聚集分布,同时条带状的耐热相呈离散型分布状态;在多元铝合金Al-4Cu-2.5Ni-1Mg-0.6Fe中,耐热相相仍以网状构型分布在α-Al基体上;对多元铝合金进行变形处理,获得的合金中耐热相呈现出离散的流线型分布状态。研究发现,与其他构型相比,网状构型可以显著提高多元铝合金的高温强度,350℃抗拉强度可分别达103 MPa和94 MPa。这是因为网状构型的耐热相可以显著强化高温下的晶界,阻碍晶界的滑动,从而有效提高了合金的高温强度;同时,网状构型有利于α-Al基体的整体变形,使耐热相更好地发挥自身的高温强化效果,进一步增加了对合金高温强度的贡献。(3)Al-Si多元合金中耐热相与共晶Si的网状构筑及其对高温拉伸性能的影响网状构型的耐热相对Al-Si多元合金具有良好的高温强化效果,但当初晶Si和共晶Si聚集分布、耐热相粗化时会减弱网状构型的高温强化效果。通过优化Si相的网络结构、调控耐热相的构型可以构筑连通率更高的三维网络结构,从而实现对Al-Si多元合金的进一步强化。在 Al-9Si-6Cu-4Ni-1Mg 合金的基础上,制备了 Al-9Si-6Cu-4Ni-1Mg-0.6Fe 合金。Fe元素参与了合金凝固过程中很多相的析出,从而对耐热相网状构型的构筑产生了影响。研究发现,Fe元素的加入成功调控了耐热相的构型,使耐热相呈现出连续或半连续的网状构型,同时耐热相与共晶Si在三维空间中构筑的网络结构具有非常高的连通率,由82.43%增加至97.04%,合金350℃抗拉强度也由98 MPa提高至124 MPa。因此,高连通率的网状构型能有效强化高温下的α-Al基

关键词： Al-Si多元合金合金化耐热相构型高温强化

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发动机缸盖用新型高强耐高温铝合金材料

发动机缸盖用新型高强耐高温铝合金材料

NbMoTiVSix难熔高熵合金组织结构及性能研究

安徽省机械工程学会第八次会员代表大会暨学会成立50周年庆典

作者：李金磊苏勇马腾迪汪琴合肥工业大学材料科学与工程学院

采用正交试验的方法研究Cu、Ni、Fe、Mn四种合金元素对铸造亚共晶铝硅合金力学性能的影响。通过抗拉强度测试以及微观组织分析发现,在含Ni条件下,Cu元素添加量不宜过高,1%左右最佳。Fe元素的加入可以提高合金高温强度,但需要控制锰铁比... 详细信息

采用正交试验的方法研究Cu、Ni、Fe、Mn四种合金元素对铸造亚共晶铝硅合金力学性能的影响。通过抗拉强度测试以及微观组织分析发现,在含Ni条件下,Cu元素添加量不宜过高,1%左右最佳。Fe元素的加入可以提高合金高温强度,但需要控制锰铁比,防止β相出现,降低鱼骨状Fe相出现。Cu、Ni、Fe、Mn的最佳加入量分别为1%、0.7%、0.9%、0.5%,其常温和高温抗拉强度分别达到249MPa、212MPa,完全满足缸盖高温负荷的使用要求。

关键词：铸造铝硅合金发动机缸盖高温强化

来源： cnki会议评论

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NbMoTiVSix难熔高熵合金组织结构及性能研究

作者：张炜北京有色金属研究总院

学位级别：硕士

难熔高熵合金具有高熔点的同时兼具高熵合金的特性,表现出优异的高温性能,有望成为新一代高温结构材料。本文以难熔金属Nb-Mo-Ti-V为基础,添加非金属元素Si,采用真空电弧熔炼技术制备了 NbMoTiVSix(x=0,0.25,0.5)三种高熵合金,并对其微... 详细信息

难熔高熵合金具有高熔点的同时兼具高熵合金的特性,表现出优异的高温性能,有望成为新一代高温结构材料。本文以难熔金属Nb-Mo-Ti-V为基础,添加非金属元素Si,采用真空电弧熔炼技术制备了 NbMoTiVSix(x=0,0.25,0.5)三种高熵合金,并对其微观组织、力学性能和氧化性能研究,得出以下结论:(1)NbMoTiV合金为单相BCC结构,晶粒尺寸为200±50μm;NbMoTiVSix(x=0.25,0.5)合金为BCC+M5Si3(M=Nb、Mo、Ti、V)双相结构,BCC固溶体相中富含Mo、Nb、V三种元素,M5Si3相中富含Si、Ti两种元素。随着Si含量的增加,由固溶体单相组织向共晶组织转变。(2)随Si含量的增加,NbMoTiVSix(x=0,0.25,0.5)高熵合金硬度由391.1 HV升高到660.7 HV。抗压强度从1747 MPa升高到2038 MPa,而压缩断裂应变则由30%降低到16%。M5Si3相为硬质相,其含量的增加导致合金抗压强度升高,压缩断裂应变降低。断口形貌观察发现,合金的断裂机制由韧-脆混合断裂向准解理脆性断裂转变。(3)NbMoTiVSix(x=0,0.25,0.5)高熵合金具有优异的高温力学性能,在1000℃,随着Si含量的增加,屈服强度从590 MPa提高到1109 MPa。BCC固溶体相中的大量位错呈不规则分布,位错滑移期间相互缠结、位错钉扎以及大量弥散分布的纳米硅化物颗粒使得合金具有优异的高温强度。(4)NbMoTiVSix(x=0,0.25,0.5)三种高熵合金的氧化动力学曲线大致呈抛物线状,随Si含量的增加合金的氧化速率常数从52.6346 mg2/cm4.h降低到28.8323 mg2/cm4·h,氧化速率常数降低越明显,即合金的抗氧化性能越好。NbMoTiV高熵合金主要的氧化产物为Ti3O5、Nb2O5和NbO2,NbMoTiVSix(x=0.25,0.5)高熵合金氧化产物主要为SiO2、Nb2O5和NbO2。添加Si元素后,由于在基体中Si元素中分布于枝晶间,并且Si元素的氧势最小,生成的SiO2呈网状致密地分布在枝晶间,可以有效的阻碍氧元素的向内扩散,Si的含量越高则阻碍氧向内扩散的通道越多,则合金的抗氧化性越好。

关键词：高熵合金显微组织力学性能高温强化氧化性能