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淬火-回火工艺对Ti-46Al-xB合金柱状晶组织的影响

研究了淬火-回火工艺对Ti-46Al-xB合金柱状晶组织的影响.研究发现,淬火-回火工艺对Ti-46Al-xB合金的柱状晶组织具有明显的细化效果.这主要是由于温度梯度的增加和冷却过程中发生固态相变使晶界或相界面上原子错配,从而形成大量的位错,位错对晶界具有“钉扎”作用,从而细化TiAl基合金柱状晶组织.结果表明,通过合金化元素B和热处理工艺的共同作用可以获得更为细小的TiAl基合金柱状晶组织.这主要是由于随着B含量的增加,硼化物的析出量增加,而硼化物对位错线的进一步扩展起到了阻碍作用.从而促进了位错对晶界的“钉扎”作用,进一步细化了TiAl基合金柱状晶组织.

关键词: Ti-46Al合金 , 淬火-回火工艺 , 细化 , 柱状晶 , B元素

Al含量对TiAl二元合金铸态组织演化规律的影响

杨慧敏 , 骆良顺 , 宋美慧 , 齐海群 , 王春艳 , 杨闯 , 苏彦庆

材料导报

研究了Ti-(35～57)Al合金非自耗电弧熔炼过程中凝固组织的演化规律.通过对不同Al含量的TiAl合金的凝固组织的研究发现,随着Al含量的增加,其宏观组织由等轴晶向柱状晶转变.其中,Al含量为46％～49％(原子分数)时其柱状晶最为明显,然而,其显微组织则随着Al含量的增加,由块状组织逐渐转变为魏氏组织、片层组织和枝晶组织.TiAl合金的初生凝固路径随Al含量的增加,依次表现为β相凝固、α相凝固、γ相凝固.结果表明:当Al含量低于49％(原子分数)时,为β相凝固；当Al含量为49％～56％(原子分数)时,为α相凝固；当Al含量大于56％(原子分数)时,为γ相凝固.而且,随着Al含量的增加TiAl合金中α2相先增加,后随着γ相的出现逐渐减少,直至全部为γ相.

关键词: TiAl二元合金 , 初生相 , 组织演化 , 铸态组织

TC4钛合金真空渗氮组织与性能

杨闯 , 刘静 , 马亚芹 , 杨峰 , 洪流

材料热处理学报

对TC4钛合金进行真空渗氮处理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计及耐磨试验机分析了渗氮层的组织与性能.结果表明,TC4钛合金经真空气体渗氮处理后,形成了由TiN、Ti2AlN和钛铝金属间化合物Ti3Al组成的复合改性层,氮化层组织均匀致密,形成了较宽的氮扩散区,表面硬度为1100～ 1200 HV,有效硬化层深度为50～60μm,硬度梯度平缓,脆性低,耐磨性得了极大的改善.

关键词: TC4钛合金 , 真空渗氮 , 组织 , 性能

惰性气氛中含氧氮化硅陶瓷纤维的热稳定性研究

黎阳 , 杨莲 , 洪流 , 杨闯 , 高家诚

硅酸盐通报

将γ辐照聚碳硅烷先驱丝法制备的含氧氮化硅陶瓷纤维在惰性气氛中进行高温处理,利用抗拉强度测试、体积密度测试、XRD、SEM、TG-DSC和元素分析等手段研究了氮化硅陶瓷纤维在惰性气氛中的热稳定性,探讨了陶瓷纤维性能退化机理.结果表明,含氧氮化硅陶瓷纤维在惰性气氛中可经受1200℃高温,其微观形貌致密完整,抗拉强度保留率在93％左右;温度超过1200℃时,陶瓷纤维中SiNxOy相的分解使得陶瓷纤维表面出现大量微观缺陷并使得力学性能降低,在1400℃时氮化硅陶瓷纤维完全失去力学性能,晶形结构从无定型结构转变为α-Si3N4结构;高温下SiNx0y相分解产生的SiO2在陶瓷纤维表面呈现液相聚集状态并使得陶瓷纤维间熔并粘连,而分解产生SiO和N2的气体一方面导致了陶瓷纤维的失重,另一方面使得O含量降低而N含量升高.

关键词: 氮化硅陶瓷纤维 , 聚碳硅烷 , 惰性气氛 , 热稳定性

Fe元素对Ti-45Al合金铸态组织及硬度的影响

杨慧敏 , 骆良顺 , 宋美慧 , 齐海群 , 王春艳 , 杨闯

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.06.004

利用非自耗真空电弧熔炼炉获得了Ti-45Al-xFe合金钮扣锭,并利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和洛氏硬度仪研究了Fe含量的变化对Ti-45Al-xFe合金铸态组织及硬度的影响规律.结果表明:随着Fe含量的增加,Ti-45 Al-xFe合金的显微组织演化过程依次经历了如下阶段:具有四重对称的树枝晶→具有四重对称的树枝晶+枝晶间较小的γ相+少量的B2相→具有六重对称的树枝晶+板条状的γ相+大量的B2相,而且在Ti-45Al-xFe合金中B2相的析出量也随之增加.另外,随着Fe含量的增加,Ti-45Al-xFe合金中的凝固初生相由β相向α相演化.通过对Ti-45Al-xFe合金进行硬度试验发现,其硬度拟合曲线呈现先降低后增加的变化趋势.这主要是由于Ti-45 Al-xFe合金中B2相的大量析出及其显微组织形态的变化所致,当Fe含量大于5％(原子分数)时,Ti-45Al-xFe合金的显微组织中的B2相的形态发生了明显的变化,并且该B2相的内部呈现蜂窝形状.因此,由于该B2相的组织形态导致了Ti-45Al-xFe合金的硬度值增加.

关键词: Ti-45Al合金 , 合金化 , Fe元素 , 铸态组织 , 硬度

TC4钛合金真空渗氮层的耐腐蚀性能

杨闯 , 刘静 , 马亚芹 , 洪流

材料保护

真空渗氮可较好地改善材料表面性能,但目前对其在钛合金中的应用研究较少.采用真空渗氮的方法对TC4钛合金作表面改性,通过X射线衍射仪(XRD)、失重法、电化学测试及扫描电镜(SEM)分析了改性层的形貌、相组成及腐蚀性能.结果表明:经真空渗氮处理的TC4合金在50 mL/L HF +200 mL/L HNO3混合体系中加速腐蚀10 min后,渗层表面基本保持完好,腐蚀速率只有基体的1/145,自腐蚀电位由基体的-0.762 5 V提高到0.511 9 V,腐蚀电流降低2个数量级,真空渗氮极大地改善了钛合金的耐腐蚀性.

关键词: 真空渗氮 , TC4钛合金 , 耐腐蚀性能

TC4钛合金低压真空氮化改性层的制备与性能

杨闯 , 彭晓东 , 刘静 , 马亚芹 , 王华

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.03.014

采用低压真空渗氮的方法,在TC4钛合金表面制备了与基体结合良好的改性层.通过金相观察、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析了表面改性层的组织结构,并对改性层的显微硬度及耐磨性进了测试.结果表明:TC4钛合金经低压真空渗氮处理后,表面可获得由TiN和Ti2 AlN组成的氮化物改性层,组织均匀致密,氮化物颗粒细小,硬化层与基体结合良好,表面硬度为1100～1200HV,心部硬度为300～320HV,硬化层深度可达60～70μm,硬度梯度平缓,耐磨性优良.

关键词: TC4钛合金 , 低压真空渗氮 , 组织 , 性能

金属型微铸造工艺成形微铸件的组织演变

任明星 , 李邦盛 , 杨闯 , 傅恒志

材料研究学报

使用基于金属型的微精密铸造工艺成形了微米尺度的三维复杂的Zn-4Al合金微齿轮铸件, 观察了微铸件显微组织的演变规律. 结果表明, 与常规铸件相比, 微铸件表现出典型的快冷非平衡凝固特征, 晶粒显著细化, 最小的晶粒尺寸仅为常规铸件的1/20左右; 而且共晶组织的形态发生转变, 由平衡凝固时的层片状转变为棒状, 初生相β-Zn的比例提高, 其主要原因是微铸件尺寸引起的冷却速度的提高.

关键词: 材料合成与加工工艺 , null , null

不同压力对TC4钛合金真空脉冲渗氮的影响

杨闯 , 刘静 , 马亚芹 , 洪流

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.08.014

目的：采用不同压力对TC4钛合金进行真空脉冲渗氮处理,提高其表面硬度及耐磨性。方法通过金相显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计及耐磨试验机分析渗氮硬化层的组织与性能。结果 TC4钛合金经过真空气体渗氮处理后,形成了由TiN,Ti2 AlN和钛铝金属间化合物Ti3 Al组成的复合改性层。渗氮压力太低,表面氮化物数量较少,氮化物层较薄；随渗氮压力的增大,表面氮化物数量增多,表面硬度及耐磨性增加。压力为0.015 MPa时,氮化物层表面硬度最大,表面硬度为1100~1200HV,有效硬化层深度为50~60μm。渗氮压力继续增加,表层组织变得疏松,表面硬度及耐磨性开始降低。结论选择合适的渗氮压力和表面氮浓度进行真空脉冲渗氮,可以提高钛合金表面硬度,改善耐磨性。

关键词: TC4钛合金 , 真空脉冲渗氮 , 组织 , 性能

应用两步接枝法制备新型改性聚丙烯滤嘴材料

王海涛 , 魏俊富 , 王翱 , 陈远 , 赵禹 , 杨闯

功能材料

为了解决烟用聚丙烯(PP)滤嘴材料对烟气吸附性能差、降焦性能低等问题,采用等离子体辐射引发的方法,在烟用聚丙烯纤维基体上分两步接枝丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)单体,制备了聚丙烯高吸附滤嘴.讨论了单体浓度、辐照时间、阻聚剂浓度对聚丙烯纤维接枝率的影响.利用衰减全反射红外光谱和扫描电子显微镜对接枝后的聚丙烯纤维基体的表面化学组成和形貌结构进行表征,结果表明,AMPS单体被成功接枝到PP纤维上.当改性后聚丙烯纤维的接枝率为22.8％时,改性后聚丙烯纤维滤嘴对烟气的过滤效果比改性前明显提高,烟气中的总粒相物比未改性滤嘴降低了30.5％,焦油及烟碱含量分别降低43.2％和31.7％.

关键词: 聚丙烯纤维 , 等离子体辐照接枝 , 滤嘴材料 , 接枝率 , 焦油

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