肖旋郭建亭刘阳赵海涛
材料研究学报
用液态金属冷却技术(LMC)和传统的定向凝固技术(HRS)制备了名义成分为Ni--33Al--31Cr--2.9Mo--0.1Hf--0.05Ho(%, 原子分数)的定向合金, 研究了制备工艺对其组织的影响. 结果表明, 合金由初生NiAl枝晶、NiAl/Cr(Mo)共晶胞和少量Hf固溶体组成. 与HRS工艺相比, LMC工艺能提高固液前沿温度梯度和冷却速度. 较高的固液前沿温度梯度扩大了NiAl/Cr(Mo)共晶共生区成分范围, 减少初生NiAl枝晶的体积分数. 而较高的冷却速度抑制固溶元素扩散, 细化定向合金的组织, 增加合金中固溶元素总量. 另外, LMC工艺能避免HRS工艺中产生的生长缺陷, 包括斑点、NiAl一次枝晶的偏转和NiAl一次枝晶的不连续.
关键词:
金属材料
,
intermetallics
,
NiAl alloy
,
directional solidification
,
liquid metal cooling technique
,
microstructure
Ping Han
材料科学技术（英）
The microstructure, high strain rate superplasticity and tensile creep behavior of directionally solidified (DS) NiAl-Mo(Hf) alloy have been investigated. The alloy exhibits dendritic structure, where dendritic arm is NiAl phase, interdendritic region is Ni3Al phase, and Mo-rich phase distributes in the NiAl and Ni3Al phases. The alloy exhibits high strain rate superplastic deformation behavior, and the maximum elongation is 104.2% at 1373 K and strain rate of 1.04×10-2 s-1. The balance between strain hardening (by dislocation glide) and strain softening (by dynamic recovery and recrystallization) is responsible for the superplastic deformation. All the creep curves of the DS NiAl-Mo(Hf) alloy have similar shape of a short primary creep and dominant steady creep stages, and the creep strain is great. The possible creep deformation mechanism was also discussed. The creep fracture data follow the Monkman-Grant relationship.
关键词:
NiAl alloy
Ping Han
材料科学技术（英）
The microstructure, high strain rate superplasticity and tensile creep behavior of directionally solidified (DS) NiAl-Mo(Hf) alloy have been investigated. The alloy exhibits dendritic structure, where dendritic arm is NiAl phase, interdendritic region is Ni3Al phase, and Mo-rich phase distributes in the NiAl and Ni3Al phases. The alloy exhibits high strain rate superplastic deformation behavior, and the maximum elongation is 104.2% at 1373 K and strain rate of 1.04×10-2 s-1. The balance between strain hardening (by dislocation glide) and strain softening (by dynamic recovery and recrystallization) is responsible for the superplastic deformation. All the creep curves of the DS NiAl-Mo(Hf) alloy have similar shape of a short primary creep and dominant steady creep stages, and the creep strain is great. The possible creep deformation mechanism was also discussed. The creep fracture data follow the Monkman-Grant relationship.
关键词:
NiAl alloy
肖璇谢亿郭建亭
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2009.00668
通过液态金属冷却技术制备了名义成分为Ni-30.4Al-34Cr-4.3Mo-0.1Hf-0.05Ho(原子分数, \%)的定向合金. 定向凝固工艺消除了普通铸造合金中的初生Cr(Mo)相, 获得了共晶组织. 随抽拉速率从8 mm/min提高到15 mm/min, 合金中的共晶胞尺寸从115 μm减小到85 μm, 共晶胞间距变窄, 胞间混乱区减少. 与普通铸造相比,定向凝固工艺能提高该共晶合金的室温、高温拉伸强度, 高温拉伸塑性以及室温断裂韧度,并且定向合金的上述力学性能随抽拉速率增大而增大.
关键词:
NiAl合金
,
directional solidification
,
microstructure
,
mechanical property
万小军
,
林建国
稀有金属材料与工程
研究了NiAl-2.5Ta-7.5Cr合金在不同的退火温度下的组织演变过程,结果表明该合金的铸态组织是由NiAl基底中包含Ta(CrNiAl)2的大晶粒Laves相和一些富含Cr的尺寸在400-500nm的小颗粒组成,其中大晶粒Laves相晶界处存在C14结构相.NiAl中Ta和Cr的浓度分别在～0.6at%和～2.5at%之间.将合金置于1000℃度下退火,有细小的棒状C15结构的Laves相在NiAl中开始弥散析出.而合金经过1200℃度退火2h后,这种颗粒的体积分数增加,同时NiAl基底中Ta的浓度减少到～0.2at%.当退火温度增加到1400℃,NiAl底中的Laves析出相完全消失.因此,1000-1300℃温度范围内这种Laves相在NiAl基底中的析出,可归因于Ti元素在NiAl固溶后的过度饱和后发生扩散的缘故.
关键词:
NiAl合金
,
Laves相
,
显微组织
,
析出物
郭建亭
,
周兰章
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.02.01
综述了作者等从1988年至今,在“七五”至“九五”国家“863”计划项目、国家自然科学基金面上项目、重点和重大项目(子课题)以及“九五”和“十五”重点项目支持下取得的最主要的科研成果,重点介绍了NiAl合金研究中的几个重要发现:①NiAl及NiAl合金超塑性的发现及其机理研究.已发现10多种NiAl合金具有超塑性,超塑性变形的最大延伸率在160％ ～480％范围波动,可以利用超塑性成型制成形状复杂的无余量NiAl合金零件.②纳米晶NiAl合金的强韧化及其良好高温稳定性的发现.纳米晶NiAl、NiAl合金及NiAl复合材料与粗晶粒相应材料相比,室温至高温的强度和塑性均有明显提高,实现了强韧化.发现纳米晶NiAl经1 000℃高温长时退火,仍然保持纳米晶粒组织,从而消除了人们对纳米晶NiAl材料在高温晶粒迅速长大从而失去一切优越性能的疑虑.③内生颗粒NiAl基复合材料的强韧化及界面非晶层的发现.已研究的NiAl基复合金的强度和塑性同时获得提高,实验发现在NiAl基体和增强颗粒界面存在一种合适的非晶层,能有效吸收界面处残余热应力,有利于改善塑性和韧性.④NiAl合金自润滑耐磨行为的发现及其机理研究.新近发现NiAl合金具有良好的自润性能,这是由于在高温摩擦磨损过程中,摩擦表面生成了1～3μm厚的玻璃陶瓷润滑膜.⑤NiAl共晶中Hf的沉淀强化作用的发现及JJ-3合金的研制.发现Hf加入NiAl共晶合金在NiAl基体、晶界和相界析出弥散分布的Ni2AlHf相,起沉淀强化和界面强化作用.利用这一发现,发展了一种综合性能良好的JJ-3合金,它在1 100℃高温强度超过几乎所有的等轴晶高温合金.
关键词:
NiAl
,
NiAl超塑性
,
纳米晶NiAl
,
高温稳定性
,
内生颗粒增强NiAl
,
NiAl自润滑
,
NiAl共晶合金
侯介山
,
周兰章
,
郭建亭
,
袁超
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00455
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
袁超
,
周兰章
,
李谷松
,
郭建亭
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00472
JJ-3合金是具有中国自主知识产权的高性能NiAl共晶合金.本文介绍了JJ-3合金的成分与组织特点,评述了JJ-3合金的物理、力学、化学性能及工艺特性.在保持NiAl合金特有的密度低、熔点和导热率高、抗高温氧化性能优异的基础上,JJ-3合金高温持久性能已达到定向凝固高温合金水平.JJ-3合金具有良好的可焊性和铸造性能,已浇铸出形状复杂的叶片.JJ-3合金优异的综合性能为NiAl合金的工程化应用提供了基础,但其室温塑性低的缺点尚待进一步突破.
关键词:
NiAl合金
,
共晶组织
,
综合性能
