隋艳伟
,
冯坤
,
程成
,
戚继球
,
何业增
,
委福祥
,
孟庆坤
,
孙智
,
沈承金
稀有金属材料与工程
研究了定向凝固过程中Ti48Al7Nb2.5VlCr合金分别与A12O3、Y2O3、ZrO2铸型涂层的界面反应.通过SEM、EDS以及XRD等检测方法对合金与铸型涂层的界面反应的微观组织、元素分布以及界面的相组成等进行表征;同时结合对界面的硬度测量,得到界面反应层厚度.结果表明,合金熔体与不同铸型涂层均发生了界面反应.铸型涂层材料不同,界面反应剧烈程度也不同.反应过程中在熔体和扩散元素的冲击下,物理侵蚀和化学反应同时存在形成了反应层,反应的强弱则与涂层材料有关.更值得注意的是,对钛铝合金与铸型涂层的热力学性质进行了计算.研究还表明,熔体在界面处的反应层主要由涂层材料的脱落扩散程度控制,涂层中的元素尤其是O元素的扩散是控制界面反应进程的重要因素.
关键词:
定向凝固
,
界面反应
,
TiAl合金
,
铸型涂层
刘爱辉
,
李邦盛
,
南海
,
隋艳伟
,
于杰
,
郭景杰
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
通过实际浇注制取了Ti-48Al-2Cr-2Nb(at%,下同)合金熔体/氧化物铸型界面,继而借助SEM、EPMA和XRD等分析测试手段,对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金与氧化物铸型高温反应后的界面组织形貌、元素的分布以及界面生成相的相组成进行了研究,并探讨了Ti-48Al-2Cr-2Nb合金熔体与氧化物铸型间的界面反应机理.结果表明,Ti-48Al-2Cr-2Nb合金熔体与氧化物铸型间发生了一定程度的界面化学反应,但在界面上化学反应并不是均匀进行的,而是在Ti-48Al-2Cr-2Nb金熔体与氧化物铸型紧密结合的区域优先进行.
关键词:
TiAl基合金
,
界面反应
,
熔模铸造
隋艳伟
,
程成
,
冯坤
,
王冉
,
戚继球
,
何业增
,
孙智
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20160213
钛铝合金是性能优异的高温合金,在航空航天领域有广泛的应用前景,但由于其熔体具有较高的活性,制备时熔体与所有已知的铸型材料会发生不同程度的反应,限制了钛铝合金铸件的发展.定向凝固技术作为制备高精度钛铝合金的新工艺,使铸件组织定向排列,可以进一步提高钛铝合金的使用性能,因此如何调控凝固过程中钛铝合金熔体与铸型材料间的界面反应成为目前有关定向凝固钛铝合金研究的一个热点.从目前国内外关于钛铝合金熔体与铸型材料间界面反应的研究出发,综述了定向凝固过程中铸型材料、涂层成分、工艺参数及合金元素等对界面反应的影响,介绍了界面反应的理论水平,系统收集了界面反应的各项研究结果.
关键词:
定向凝固
,
钛铝合金
,
铸型
,
界面反应
,
影响因素
隋艳伟
,
李邦盛
,
刘爱辉
,
郭景杰
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
采用水冷铜坩埚真空感应凝壳熔炼设备,制备离心力场下不同旋转时间的钛合金铸件,研究离心半径、补缩冒口以及旋转时间对钛合金铸件的抗拉强度、屈服强度、延伸率和显微硬度的影响规律.结果表明:离心旋转时间相同时,钛合金铸件的力学性能随着离心半径的增加而改善,有补缩冒口时可以获得力学性能优异的铸件.旋转时间15与1.5 min相比,获得的铸件力学性能更优异,这是由于铸件显微组织细化,导致晶界强化,位错滑移的阻力增大所造成的.
关键词:
离心力场
,
钛合金
,
力学性能
刘爱辉
,
李邦盛
,
隋艳伟
,
严丁根
,
郭景杰
稀有金属材料与工程
从目前国内外关于钛合金熔体与铸型材料间界面反应的研究方法出发,综述了铸型材料、工艺参数、合金元素等对界面反应的影响,并介绍了界面反应的理论研究现状,讨论了研究中存在的若干问题,并系统收集了界面反应的各种研究结果.
关键词:
钛合金
,
铸型
,
界面反应
隋艳伟
,
袁芳
,
李邦盛
,
刘爱辉
,
郭景杰
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
借助相似物理模拟理论,研究离心铸造钛合金熔体充型流动物理模拟相似准则.并采用相似物理模拟的方法,研究离心力场下钛合金熔体充型流动过程中,熔体流动的变化规律.实验结果表明:离心力场下物理模拟钛合金熔体充型流动时,同时满足Cn准则和雷诺准则；模拟流体充型流动时,沿着横浇道后壁进行充型；流体的自由液面是以转轴为圆心的规则圆弧面；流体横截面面积随着旋转速度和充型长度的增加相应减小；转速越高,在同一时间内,充填速度和长度越小.
关键词:
离心铸造
,
钛合金
,
充型流动
,
物理模拟
刘爱辉
,
李邦盛
,
南海
,
隋艳伟
,
郭景杰
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
借助SEM和差热分析(DTA),研究了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料界面反应后金属侧的显微组织,并测定了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料的初始反应温度.结果表明,Ti48Al2Cr2Nb合金与锆英砂反应后的显微组织最粗大,为菊花状,而与Y2O3反应产物最细小均匀,为颗粒状;4种陶瓷材料对Ti48Al2Cr2Nb合金的初始反应温度依次为:1500,1400,1380和820℃.
关键词:
差热分析
,
界面反应
,
陶瓷
,
钛铝基合金
刘爱辉
,
李邦盛
,
隋艳伟
,
于杰
,
郭景杰
,
傅恒志
中国有色金属学报
借助SEM和差热分析研究Ti-ZrO2(CaO)和TiAl-ZrO2(CaO)体系在不同加热速率时的界面显微组织和反应温度,并利用Kissinger方程对反应动力学参数进行计算.结果表明:随着加热速率的提高,Ti-ZrO2(CaO)和TiAl-ZrOO2(CaO)体系的化学反应逐渐减弱,初始反应温度逐渐升高;Al元素的加入使Ti和ZrO2(CaO)的初始反应温度提高近170℃,从而弱化Ti与ZrO2(CaO)的界面反应;Ti-ZrO2(CaO)体系和TiAl-ZrO2(CaO)体系反应活化能分别为1 348 kJ/mol和1 675 kJ/mol,反应级数分别为1.51和1.59.
关键词:
氧化锆
,
差热分析
,
反应
,
显微组织
隋艳伟
,
李邦盛
,
刘爱辉
,
郭景杰
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
采用相似物理模拟法,研究了离心力场下钛合金熔体补缩过程中渗流流体体积的变化规律,并与大断面充型流动进行了对比.结果表明:随着补缩时间和旋转速度的增加,补缩过程中渗流流体体积增大;同时随着流体粘度和多孔介质孔眼数的减小,补缩过程中渗流流体体积也相应增大;当铸型顺时针旋转时,浇道左侧相对于右侧,先进行补缩渗流;补缩过程中渗流流动与大断面宏观充型流动相比,在相同时间内,渗流流体体积减少.
关键词:
离心铸造
,
钛合金
,
补缩
,
物理模拟
刘爱辉
,
隋艳伟
,
周广宏
,
丁红燕
,
章跃
材料热处理学报
采用立式离心铸造的方法,制备了铝铜合金铸件。通过光学显微镜、显微硬度计和室温拉伸、压缩性能测试,研究了人工时效处理对铝铜合金铸件显微组织和力学性能的影响规律。结果表明：随着时效温度的升高和时效时间的延长,合金试样的抗拉强度、抗拉屈服强度、抗压强度、压缩屈服强度以及显微硬度先升高后降低,在160℃时效5 h时达到最大值,此时的抗压强度达到241 MPa,显微硬度为108 HV,铸件的伸长率却发生相反的变化;力学性能呈现上述规律是由于显微组织发生相应变化引起的。
关键词:
铝铜合金
,
时效处理
,
显微组织
,
力学性能
