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铸造镍基高温合金中初生MC碳化物的退化过程和机理

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金属学报 2016年第4期52卷 455-462页

作者：孙文秦学智郭建亭楼琅洪周兰章中国科学院金属研究所沈阳110016

采用OM,SEM和TEM及其HAADF模式下的元素面扫描,研究了一种铸造镍基高温合金长期时效期间初生MC碳化物的分解反应过程、形式及机理.结果表明,在长期时效过程中,初生MC分解反应分为3个阶段:MC+g→M_6C+γ′,MC+γ→M_6C+M_(23)C_6+γ′和... 详细信息

采用OM,SEM和TEM及其HAADF模式下的元素面扫描,研究了一种铸造镍基高温合金长期时效期间初生MC碳化物的分解反应过程、形式及机理.结果表明,在长期时效过程中,初生MC分解反应分为3个阶段:MC+g→M_6C+γ′,MC+γ→M_6C+M_(23)C_6+γ′和MC+γ→M_6C+M_(23)C_6+***模式下对分解区域进行元素面扫描,浓度梯度显示初生MC分解实际上是元素在初生MC和g基体之间的互扩散交流过程,分解产物中的C主要来源于初生MC,Ni,Al和Cr来源于g基体,而Ti,W和Mo不仅源于g基体也源于初生MC.合金具有较高的Ti+Nb+Ta+Hf原子分数和(Ti+Nb+Ta+Hf)/Al原子比是初生MC分解过程中析出h相的必要条件,而其析出的数量与初生MC的分解程度有关,分解程度越高,析出数量越大.

关键词：铸造镍基高温合金长期时效初生MC 退化机制

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NiAl合金超塑性的人工神经网络预测

金属学报 2013年第11期49卷 1333-1338页

作者：侯介山周兰章郭建亭袁超中国科学院金属研究所沈阳110016

利用人工神经网络研究了不同化学成分NiAl合金超塑性变形的条件.建立了以化学成分、应变速率和温度等为输入参数的标准多层负反馈神经网络,利用挤压态NiAl及NiAl系合金数据库对网络进行了训练和测试.研究了NiAl及添加P,Mo,Fe,Y,Ce,Nb,Cr... 详细信息

利用人工神经网络研究了不同化学成分NiAl合金超塑性变形的条件.建立了以化学成分、应变速率和温度等为输入参数的标准多层负反馈神经网络,利用挤压态NiAl及NiAl系合金数据库对网络进行了训练和测试.研究了NiAl及添加P,Mo,Fe,Y,Ce,Nb,Cr和Hf元素的NiAl系合金在超塑性拉伸实验中,合金元素对超塑性延伸率的影响以及变形温度、应变速率等对延伸率的影响.为了获得期望的结果,神经网络模型对输入参量,数据库和隐含层神经元个数进行了优化.测试结果表明,神经网络的多元相关系数为0.93.利用模型预测并得出优化后的NiAl及NiAl系合金化学成分以及可以获得的最大延伸率以及最佳实验条件范围.

关键词： NiAl合金超塑性人工神经网络

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电弧离子镀沉积磁性薄膜的研究

金属学报 2012年第5期48卷 547-554页

作者：常正凯肖金泉陈育秋刘山川宫骏孙超中国科学院金属研究所沈阳110016

研究了电弧离子镀磁性靶材使用过程中发生"跑弧"并导致靶材无法稳定刻蚀的问题.利用有限元方法(FEM)对外加磁场下非磁性靶材系统和磁性靶材系统中的磁场分布进行了模拟.研究了外磁场对电弧斑点运动的影响机理,并结合电弧斑点放电的物理... 详细信息

研究了电弧离子镀磁性靶材使用过程中发生"跑弧"并导致靶材无法稳定刻蚀的问题.利用有限元方法(FEM)对外加磁场下非磁性靶材系统和磁性靶材系统中的磁场分布进行了模拟.研究了外磁场对电弧斑点运动的影响机理,并结合电弧斑点放电的物理机制,探讨了磁性靶材与低饱和蒸气压金属靶壳、绝缘陶瓷靶壳或软磁性金属靶壳组成复合结构靶材解决磁性靶材使用问题的可行性.结果表明,这3种复合结构靶材设计方案均能有效解决电弧离子镀磁性靶材"跑弧"问题.通过实验得到,在低饱和蒸气压金属或绝缘陶瓷靶壳设计方案里,靶材频繁引弧到弧斑能受控运动的转变温度为(136.6±23.0)℃.

关键词：电弧离子镀磁性材料有限元方法磁场分布复合结构靶材

添加N对Inconel 690合金显微组织和晶界微区成分的影响

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金属学报 2017年第8期53卷 983-990页

作者：陈波郝宪朝马颖澈查向东刘奎中国科学院金属研究所沈阳110016

采用SEM和TEM研究了4种不同N含量的Inconel 690合金经1080℃、10 min固溶及715℃热处理后的显微组织演变和晶界微区元素分布,同时测量了合金的层错几率和晶间腐蚀速率。结果表明,相同热处理后,不同N含量Inconel 690合金的晶界M23C6碳化... 详细信息

采用SEM和TEM研究了4种不同N含量的Inconel 690合金经1080℃、10 min固溶及715℃热处理后的显微组织演变和晶界微区元素分布,同时测量了合金的层错几率和晶间腐蚀速率。结果表明,相同热处理后,不同N含量Inconel 690合金的晶界M23C6碳化物析出形貌和晶界Cr贫化存在明显差异。随N含量增加,碳化物数量减少,晶界碳化物由连续分布转变为半连续分布,继而转变为离散分布。随N含量增加,Inconel 690合金层错几率先增加,在N含量为100×10^(-6)时达到最大值,随后层错几率降低。此外,N的加入缓解了晶界Cr贫化,提高了合金抗晶间腐蚀能力;但过高N含量导致较多氮化物夹杂。综合考虑,N含量在100×10^(-6)较为适宜。

关键词： Inconel 690合金显微组织碳化物 N

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DZ468合金高周疲劳性能研究

金属学报 2010年第6期46卷 708-714页

作者：刘恩泽郑志佟健宁礼奎管秀荣中国科学院金属研究所沈阳110016

本文研究了新型镍基高温合金DZ468的高周疲劳性能.结果表明:当应力比R=-1时,在900和760℃条件下,DZ468合金的疲劳强度分别为290和300 ***468合金的高周疲劳试样断口由疲劳源、疲劳区和瞬断区组成.裂纹在表面、次表面和内部缺陷部位萌生... 详细信息

本文研究了新型镍基高温合金DZ468的高周疲劳性能.结果表明:当应力比R=-1时,在900和760℃条件下,DZ468合金的疲劳强度分别为290和300 ***468合金的高周疲劳试样断口由疲劳源、疲劳区和瞬断区组成.裂纹在表面、次表面和内部缺陷部位萌生,裂纹扩展具有第Ⅰ和第Ⅱ阶段,随应力幅增加裂纹扩展速率增大.光滑试样的疲劳裂纹扩展方式与变形机制间存在一定的关系,位错的平面滑移、交滑移和攀移的共同作用导致了合金在900和760℃时裂纹扩展具有两个阶段.

关键词：镍基高温合金高周疲劳性能断口

SiC_f/TC17复合材料界面热稳定性及元素扩散机理

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金属学报 2012年第11期48卷 1306-1314页

作者：张旭王玉敏雷家峰杨锐中国科学院金属研究所沈阳110016

采用磁控溅射先驱丝法并结合真空热压技术制备SiC_f/TC17复合材料,并在973,1023,1073和1123 K进行长时热暴露实验.结果表明,在热压和热暴露过程中,界面附近的元素扩散形式主要为化学反应和浓度梯度导致的界面互扩散,以及基体相变扩散.... 详细信息

采用磁控溅射先驱丝法并结合真空热压技术制备SiC_f/TC17复合材料,并在973,1023,1073和1123 K进行长时热暴露实验.结果表明,在热压和热暴露过程中,界面附近的元素扩散形式主要为化学反应和浓度梯度导致的界面互扩散,以及基体相变扩散.化学反应扩散是C和Ti扩散的主要动力,也是反应层形成和长大的原因;原于浓度梯度使Si,Al,Mo,Cr,Zr和Sn在C层/反应层界面进行下坡扩散,但扩散程度有限;基体相变扩散使Al向α相偏聚,Mo和Cr向β相偏聚,Sn向Ti_3AlC偏聚,同时使这些元素的界面互扩散受到抑制.界面热稳定性研究表明,SiC_f/TC17复合材料的反应层长大激活能为138 kJ/mol,该材料界面在973 K及以下温度是长时稳定的.

关键词：钛基复合材料 SiC纤维界面反应元素扩散相变

合金元素Zr韧化不同计量比Ni_3Al合金的微观机制

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物理学报 2005年第4期54卷 1868-1873页

作者：郭建亭李玉芳熊良钺叶恒强中国科学院金属研究所沈阳110016

利用正电子湮没技术 (PAT)测量了不同化学计量比二元Ni3Al合金及不同Zr含量Ni3Al合金的正电子寿命谱 ,并估算了合金基体和晶界缺陷处的自由电子密度 .结果表明 ,二元Ni77Al2 3合金的基体和缺陷态的自由电子密度都比二元Ni74 Al2 6 合金... 详细信息

利用正电子湮没技术 (PAT)测量了不同化学计量比二元Ni3Al合金及不同Zr含量Ni3Al合金的正电子寿命谱 ,并估算了合金基体和晶界缺陷处的自由电子密度 .结果表明 ,二元Ni77Al2 3合金的基体和缺陷态的自由电子密度都比二元Ni74 Al2 6 合金的高 .Ni3Al合金晶界缺陷处开空间大于Ni空位或Al空位的开空间 ,晶界缺陷处的自由电子密度很低 ,金属键合力很弱 .过化学计量比Ni74 Al2 6 合金的晶界缺陷开空间比亚化学计量比Ni77Al2 3合金的大 ,晶界结合力更弱 .这是Ni74 Al2 6 合金更脆的原因 .在Ni3Al合金中加入Zr,增加了合金中的金属键成分 ,使基体中的自由电子密度增加 ,增强了基体金属键合力 ,同时降低了合金的有序度 ,使合金晶界容易弛豫 ,晶界缺陷的开空间变小 .另外 ,Zr原子偏聚到晶界 ,增加了晶界处的自由电子密度 ,同时引起晶界处Al贫化 ,减少了强共价性Ni—Al和Al—Al键 ,使晶界更易于变形 ,有利于提高合金的塑性 .

关键词：镍铝合金微观机制自由电子密度有序度

Nb,Ti和Cu对Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼与腐蚀性能的影响

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金属学报 2009年第6期45卷 717-722页

作者：胡小锋李秀艳张波戎利建李依依中国科学院金属研究所沈阳110016

采用动态机械分析仪(DMA)和场发射扫描电镜(FESEM)研究了1.0%Nb,1.0%Ti和0.5%Cu(质量分数)添加对Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼性能和腐蚀性能的影响。结果表明:添加Nb的合金中,形成的大量(Nb,Mo)C相会阻碍磁畴壁的运动,严重影响合金的阻尼性能... 详细信息

采用动态机械分析仪(DMA)和场发射扫描电镜(FESEM)研究了1.0%Nb,1.0%Ti和0.5%Cu(质量分数)添加对Fe-13Cr-2.5Mo合金阻尼性能和腐蚀性能的影响。结果表明:添加Nb的合金中,形成的大量(Nb,Mo)C相会阻碍磁畴壁的运动,严重影响合金的阻尼性能;当应变振幅大于3.5×10^(-5)时,析出相(Nb,Mo)C与位错的交互作用会引起静滞后型位错阻尼Q_(dis)^(-1),致使在高应变振幅区合金阻尼性能明显提高;加入Ti或Cu后合金晶界碳化物明显减少,而晶内析出相明显增多,导致合金的阻尼性能在低应变振幅区略有降低。点蚀结果表明,三种合金元素的添加都能提高合金的耐蚀性能,其中添加1.0%Ti的合金可同时获得良好阻尼性能和耐蚀性能。

关键词： Fe-Cr Mo合金阻尼性能析出相 Nb Ti 点蚀

气体保护熔炼条件下Mg-Gd-Y-Zr合金的夹杂物

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金属学报 2012年第1期48卷 63-69页

作者：童文辉王杰周吉学杨院生中国科学院金属研究所沈阳110016

本文研究了气体保护条件下,常规熔铸的Mg-Gd-Y-Zr合金中夹杂物的形貌、分布及形成原因,并通过计算分析了夹杂物的沉降行为.结果表明,Mg-Gd-Y-Zr合金中有MgO或Y的氧化物为主的球状、簇状、不规则状、线状的复合夹杂物和含熔剂夹杂物,夹... 详细信息

本文研究了气体保护条件下,常规熔铸的Mg-Gd-Y-Zr合金中夹杂物的形貌、分布及形成原因,并通过计算分析了夹杂物的沉降行为.结果表明,Mg-Gd-Y-Zr合金中有MgO或Y的氧化物为主的球状、簇状、不规则状、线状的复合夹杂物和含熔剂夹杂物,夹杂物的平均尺寸为12.7μm,平均体积分数为0.26%.夹杂物出现的频率随其尺寸增大而急剧减小,尺寸在20μm以下的夹杂物占夹杂物总体积接近85%,尺寸在45μm以下的夹杂物占96%.计算结果表明,夹杂物沉降速率与其尺寸和密度相关;夹杂物密度增大,可使镁合金中夹杂物的最大尺寸减小,计算得到的合金中最大夹杂物的尺寸与实验结果基本一致.

关键词： Mg-Gd-Y-Zr合金夹杂物气体保护