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tial合金形变热处理及超细晶制备技术进展

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材料热处理学报 2025年第2期46卷 28-43页

作者：荣川杨劼人杜新刘泽栋马云路四川大学材料科学与工程学院四川成都610065

tial合金具有轻质、耐高温、高强的优点,在航空航天领域具有良好的应用前景。然而,室温塑性低、加工成型能力不足,限制了其广泛应用。组织细化是提高tial合金性能的主要途径和当前研究热点。形变热处理将变形与热处理工艺结合,可以显著... 详细信息

tial合金具有轻质、耐高温、高强的优点,在航空航天领域具有良好的应用前景。然而,室温塑性低、加工成型能力不足,限制了其广泛应用。组织细化是提高tial合金性能的主要途径和当前研究热点。形变热处理将变形与热处理工艺结合,可以显著细化组织、大幅改善性能。本文综述了tial合金的形变热处理技术,系统阐述了形变热处理对合金多尺度结构细化和综合力学性能提升的作用原理及规律,为tial合金设计、工艺制定、工程化应用提供参考指导。

关键词： tial合金形变热处理组织细化力学性能

tial合金与45Cr9Si3马氏体钢异种材料电阻焊接头界面结构研究

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金属加工(热加工) 2025年第1期 70-73,80页

作者：潜坤屈莎莎张佳旋李玲玉周裕汉韩庆文谢吉林广东省特种设备检测研究院广东佛山528200 湖北特种设备检验检测研究院襄阳分院湖北襄阳441000 南昌航空大学高端装备极端制造技术江西省重点实验室江西南昌330063

tial合金和45Cr9Si3马氏体钢在发动机气门阀结构中具有潜在应用价值,但二者物理、化学性能差异较大,焊接存在较大的挑战。研究发现,采用电阻焊能够实现tial合金和45Cr9Si3马氏体钢的良好焊接,焊接接头中不存在明显的裂纹、气孔等缺陷。... 详细信息

tial合金和45Cr9Si3马氏体钢在发动机气门阀结构中具有潜在应用价值,但二者物理、化学性能差异较大,焊接存在较大的挑战。研究发现,采用电阻焊能够实现tial合金和45Cr9Si3马氏体钢的良好焊接,焊接接头中不存在明显的裂纹、气孔等缺陷。在tial合金与45Cr9Si3马氏体钢的焊接界面存在厚度为5μm左右的扩散反应层,该扩散反应层主要是45Cr9Si3马氏体钢中的Fe元素向tial合金一侧扩散形成的。在焊缝处存在局部液化区,主要是焊接初期焊接界面的不均匀接触导致接触尖点位置瞬间通过大电流而发生液化所引起的。

关键词： tial合金 45Cr9Si3马氏体钢异种金属焊接电阻焊接接头界面

γ-tial合金显微组织高温演变行为研究进展

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中国材料进展 2025年第2期44卷 154-168页

作者：李小兵郝俊杰陈波薛鹏刘奎季华实验室

γ-tial合金是一类金属间化合物(简称tial合金),具有低密度、高比强、良好抗氧化和耐磨性的特点，在航空航天、车辆交通、低空经济等战略新兴产业领域具有广阔的应用前景。目前tial合金已相继在航空发动机、内燃机等动力系统中得到应用... 详细信息

γ-tial合金是一类金属间化合物(简称tial合金),具有低密度、高比强、良好抗氧化和耐磨性的特点，在航空航天、车辆交通、低空经济等战略新兴产业领域具有广阔的应用前景。目前tial合金已相继在航空发动机、内燃机等动力系统中得到应用。作为一种高温用结构材料，有必要全面深入掌握tial合金显微组织近服役条件下的演变行为。全面总结归纳了传统γ-tial合金和β凝固γ-tial合金显微组织高温转变类型与特点，并对两类合金显微组织高温转变行为差异作了深入对比与分析，结合团队近年的研究成果综述了典型相、组织的高温转变机理、影响因素与调控方法。展望了tial合金显微组织高温演变方面今后应进一步深入开展的研究方向，以期为高承温tial合金的组织、成分设计与应用提供一定的参考。

关键词： tial合金 βo/B2 组织稳定性相变调控

tial合金表面tialCrY/YSZ涂层高温长时间服役性能

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无机材料学报 2023年第1期38卷 105-112页

作者：潘洋洋梁波洪督祁志祥牛亚然郑学斌燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料国家重点实验室秦皇岛066004 中国科学院上海硅酸盐研究所特种无机涂层实验室上海200050 南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究中心先进金属与金属间化合物材料技术工信部重点实验室南京210094

tial合金具有低密度、高比强度的优异性能,是一种潜在的航空发动机用结构材料。tial合金的服役温度范围为700~900℃,在其表面制备高温热防护涂层可以进一步提高服役温度。本研究采用等离子喷涂技术在tial合金表面制备了新型tialCrY/YSZ... 详细信息

tial合金具有低密度、高比强度的优异性能,是一种潜在的航空发动机用结构材料。tial合金的服役温度范围为700~900℃,在其表面制备高温热防护涂层可以进一步提高服役温度。本研究采用等离子喷涂技术在tial合金表面制备了新型tialCrY/YSZ涂层,并与传统的NiCrAlY/YSZ热障涂层进行高温长时间服役性能对比研究。结果发现,tialCrY/YSZ涂层在1100℃空气环境中服役300 h保持完好,表现出良好的高温性能,而NiCrAlY/YSZ涂层在1100℃的服役寿命不足100 h。显微分析结果表明,tialCrY黏结层表面会形成一层连续且致密的TGO,其主要成分为Al2O3,与YSZ涂层的界面兼容性良好。并且TGO在1100℃空气环境中服役300 h后,厚度仍tialCrY/YSZ更适合作为tial合金表面的高温热防护涂层。

关键词： tial合金 tialCrY/YSZ涂层等离子喷涂高温长时间服役性能

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tial合金高温疲劳小裂纹与长裂纹扩展行为

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稀有金属材料与工程 2019年第2期48卷 538-544页

作者：焦泽辉于慧臣董成利鲁原高帆北京航空材料研究院中国航发材料检测与评价重点实验室先进高温结构材料国防科技重点实验室北京100095 中国航发先进钛合金重点实验室北京100095

采用原位观察疲劳试验方法研究了变形tial合金在650℃下的三维小裂纹扩展行为,利用传统疲劳裂纹扩展试验方法研究了该合金在650～800℃温度范围内的长裂纹扩展行为。结果显示,650℃下,变形tial合金的三维小裂纹在低于长裂纹扩展门槛值... 详细信息

采用原位观察疲劳试验方法研究了变形tial合金在650℃下的三维小裂纹扩展行为,利用传统疲劳裂纹扩展试验方法研究了该合金在650～800℃温度范围内的长裂纹扩展行为。结果显示,650℃下,变形tial合金的三维小裂纹在低于长裂纹扩展门槛值的区域依然能够扩展,并且扩展速率高于长裂纹;位于试样棱边的横向机械加工刻痕是合金三维小裂纹萌生的主要位置之一,小裂纹在扩展过程中发生偏折并在偏折处合并,合金的疲劳寿命对试样表面的不规则条状加工缺陷不敏感;在650～800℃温度范围内,合金的疲劳长裂纹稳态扩展速率对温度变化不敏感,裂纹扩展过程均显示为解理断裂,裂纹扩展门槛值受韧/脆转变温度影响,韧/脆转变温度以下温度的门槛值较低。

关键词： tial合金原位观察小裂纹疲劳裂纹扩展

tial合金表面Si-Co-Y扩散渗层的高温抗氧化性能

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稀有金属材料与工程 2023年第12期52卷 4276-4283页

作者：吕威李轩位泽坤谢小青贾丽娜来升四川轻化工大学机械工程学院四川自贡643000 机械结构优化及材料应用泸州市重点实验室四川泸州646000 四川化工职业技术学院四川泸州646000 北京航空航天大学北京100191

采用扩散共渗方法在tial合金表面制备了Si-Co-Y渗层,分析了渗层的组织结构、形成机制及其在950℃时的抗氧化性能。结果表明,所制备的Si-Co-Y渗层组织致密,呈多层结构:主要由TiSi_(2)表层,TiSi_(2)+Ti_(5)Si_(4)+Ti_(5)Si_(3)混合组成的... 详细信息

采用扩散共渗方法在tial合金表面制备了Si-Co-Y渗层,分析了渗层的组织结构、形成机制及其在950℃时的抗氧化性能。结果表明,所制备的Si-Co-Y渗层组织致密,呈多层结构:主要由TiSi_(2)表层,TiSi_(2)+Ti_(5)Si_(4)+Ti_(5)Si_(3)混合组成的外层,Ti_(5)Si_(3)中间层和tial_(2)内层组成;渗层生长过程由Si的向内扩散控制,且遵循先沉积Si后沉积Co、Y的有序过程。氧化试验结果表明,Si-Co-Y渗层具有良好的高温抗氧化性能,在950℃氧化100 h后表面形成了由SiO_(2)、TiO_(2)和Al_(2)O_(3)组成的保护性氧化膜;该氧化膜的生长遵循抛物线规律,氧化增重的抛物线速率常数约为6.3×10^(-2)mg^(2)·(cm^(4)·h^(1/2))^(-1),较基体合金低约1个数量级。

关键词： tial合金 Si-Co-Y渗层渗层组织形成机制高温氧化

tial合金表面阴极微弧沉积Al2O3陶瓷涂层的生长过程与相组成

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稀有金属材料与工程 2019年第12期48卷 3883-3888页

作者：王少青谢发勤吴向清陈连阳周恺西北工业大学陕西西安710072 西北有色金属研究院陕西西安710016

利用阴极微弧沉积技术在预处理后的tial合金表面制备了Al2O3陶瓷涂层,研究了涂层的生长过程和相组成。采用扫描电子电镜(SEM、EDS)、透射电子电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法,对Al2O3涂层的生长过程中的微观形貌、组织成分以及晶体结... 详细信息

利用阴极微弧沉积技术在预处理后的tial合金表面制备了Al2O3陶瓷涂层,研究了涂层的生长过程和相组成。采用扫描电子电镜(SEM、EDS)、透射电子电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法,对Al2O3涂层的生长过程中的微观形貌、组织成分以及晶体结构的演变进行了研究与分析。结果表明,tial合金表面阴极微弧沉积过程中,在阴极表面发生非晶态Al(OH)3的吸附、脱水烧结形成Al2O3陶瓷涂层的沉积。Al2O3涂层生长分前期I、中期II和后期III 3个阶段,前期起弧阻挡层被击穿,涂层生长较慢、组织致密且与基体结合良好;反应中期涂层生长较快,Al(OH)3不断吸附和脱水烧结,涂层结晶度提高;反应后期涂层生长速度变缓,表层组织疏松、多孔,相组成为87.5%的α-Al2O3和12.5%的γ-Al2O3。

关键词：阴极微弧沉积 tial合金微观组织结构演化结晶度

tial合金表面Si-Al-Y共渗层的组织及高温抗氧化性能

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无机材料学报 2013年第12期28卷 1369-1375页

作者：李涌泉谢发勤吴向清李轩西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学凝固技术国家重点实验室西安710072

通过在1050℃下Si—Al—Y扩散共渗0～4h在tial合金表面制备了Al、Y改性的硅化物抗氧化渗层，分析了共渗层的结构及相组成，并对其组织形成机理及高温抗氧化性能进行了研究。结果表明：1050℃共渗4h所制备的共渗层具有多层结构，由外向... 详细信息

通过在1050℃下Si—Al—Y扩散共渗0～4h在tial合金表面制备了Al、Y改性的硅化物抗氧化渗层，分析了共渗层的结构及相组成，并对其组织形成机理及高温抗氧化性能进行了研究。结果表明：1050℃共渗4h所制备的共渗层具有多层结构，由外向内依次为TiSi2外层、（Ti，X）5Si4及（Ti，X）5Si3（X表示Nb，Cr）中间层、tial2和γ-tial内层及富Al的过渡层，其中Y元素主要富集于共渗层的外层和中间层。不同时间共渗的结果表明，Si-A1-Y共渗层的形成是一个在基体表面先沉积Al，后沉积Si的有序过程。经1000℃高温氧化20h后共渗层表面形成了由Ti02外层及SiO2A12O3次外层组成的致密氧化膜；Y的氧化物主要存在于氧化膜与残余共渗层的界面处，能够有效地增强膜层的附着力。

关键词： tial合金 Si-Al-Y共渗层组织形成平衡气相分压高温抗氧化性能

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tial合金显微组织细化

金属学报 2008年第5期44卷 551-556页

作者：陈玉勇孔凡涛哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

合金化与热加工工艺对tial合金的组织、性能及成形有着重要的影响,简述了通过合金化细化tial合金凝固组织,以及熔模精密铸造、包套锻造、板材轧制、快速凝固、机械合金化与烧结等热加工技术,并探讨了不同热加工技术对tial合金的显微组... 详细信息

合金化与热加工工艺对tial合金的组织、性能及成形有着重要的影响,简述了通过合金化细化tial合金凝固组织,以及熔模精密铸造、包套锻造、板材轧制、快速凝固、机械合金化与烧结等热加工技术,并探讨了不同热加工技术对tial合金的显微组织与性能的影响.

关键词： tial合金热加工显微组织性能