金属间化合物
金属间化合物的结构

金属间化合物的结构金属间化合物是指由两种或两种以上金属元素组成的化合物,具有特殊的结构和性质。
在金属间化合物中,金属原子以不同的方式排列,形成了多种不同的结构类型。
以下将介绍几种常见的金属间化合物结构。
1. 立方晶系立方晶系是金属间化合物中最常见的结构类型之一。
在立方晶系中,金属原子以球形或立方体的形式排列。
最典型的例子是体心立方(BCC)和面心立方(FCC)结构。
在体心立方结构中,每个金属原子都位于一个立方体的顶点和中心,而在面心立方结构中,每个金属原子都位于立方体的八个顶点和一个面心。
2. 八面体晶系八面体晶系是另一种常见的金属间化合物结构类型。
在八面体晶系中,金属原子通常以八面体的形式排列。
最典型的例子是菱形晶系和闪锌矿晶系。
在菱形晶系中,每个金属原子都与三个相邻的金属原子相连,形成一个菱形结构。
而在闪锌矿晶系中,每个金属原子都与六个相邻的金属原子相连,形成一个八面体结构。
3. 钙钛矿晶系钙钛矿晶系是一种复杂的金属间化合物结构类型,具有多种不同的变体。
在钙钛矿晶系中,金属原子和非金属原子以一定的比例混合,形成一种特殊的结构。
最典型的例子是钙钛矿(CaTiO3)和钙铁矿(CaFeO3)结构。
在钙钛矿结构中,金属原子和非金属原子分别位于八面体和四面体的顶点和中心。
4. 层状晶系层状晶系是一种特殊的金属间化合物结构类型,具有多层结构。
在层状晶系中,金属原子和非金属原子以层状的形式排列。
最典型的例子是石墨烯和层状双氧化硅结构。
在石墨烯结构中,碳原子以六边形的形式排列,形成一个平面的层状结构。
而在层状双氧化硅结构中,硅原子和氧原子以四面体的形式排列,形成一个三维的层状结构。
金属间化合物具有多种不同的结构类型,每种结构类型都具有其独特的性质和应用。
通过对金属间化合物结构的研究,可以更好地理解其性质和应用,为材料科学和化学领域的发展提供重要的理论基础。
金属间化合物

钢中的过渡族金属元素之间形成一系列金属间化合物,即是指金属与金属、金属与准金属形成的化合物。其中最主要的有σ相和Lσves相,它们都属于拓扑密排(TcP)相,它们由原子半径小的一种原子构成密堆层,其中镶嵌有原子半径大的一种原子,这是一种高度密堆的结构。它们的形成除了原子尺寸因素起作用外,也受电子浓度因素的影响。
Laves相 在二元系中,Layes相是化学式为AB2型的复杂立方或复杂六方点阵的金属间化合物,其组元A的原子半径和组元B的原子半径的比值ra/rb约1.2。Laves相的晶体结构有三种类型:(1)MgCu2型为复杂立方系。(2)MgZn2为复杂六方系。(3)MgNi2为复杂六方系。电子浓度影响到LaYeS相的晶体结构类型。过渡族金属元素之间的Laves相随着元素原子序数增高,Laves相的晶体类型发生了由复杂立方点阵→复杂六方点阵→复杂立方点阵的转变。并且Laves260相的“平均族数”不超过8。在合金钢中,Laves相是具有复杂六方点阵的MgZn2型,它们是MoFe2、wFe2、NbFe2和TiFe2。在多元合金钢中,原子尺寸较小的锰、铬和镍可取代Laves相中铁原子的位置,原子尺寸较大的合金元素处于A原子的位置,形成化学式为(w,Mo,Nb)(Fe,Ni,Mn,cr)2的复合Laves相。Layes相出现在复杂成分的耐热钢中,是现代耐热钢中的一个强化相。
合金元素在钢的转变中的作用
合金元素对钢的临影响钢中的转变,改变钢的组织,以得到不同的性能。
cr- Mn 19%~24%Cr(800℃) 6.84~6.78
Cr—Fe 43.5%~49%Cr(600 C) 7.1~7.O
Cr-Co 56.6%~61%Cr 7.3~7.2
M0一Fe 47%~50%Mo(1400℃) 7.23~7.1 7
金属间化合物

④由于存在离子键或共价键,故金属间化合物往往硬而脆(强度高,塑性差)。但又因存在金属键的成分, 也或多或少具有金属特性(如有一定的塑性、导电性和金属光泽等)。
应用介绍
金属间化合物具有与原金属不同的结晶结构和原子结构,能形成新的有序超点阵结构,具有许多与众不同的 性质,而有别于目前广泛应用的金属或合金。在近几十年里得到了快速发展,应用领域也在逐渐扩大。
(1)高温应用 金属间化合物由于具有优于高温合金的耐热性、高的比强度、高的比寿命、高的导热性和高的抗氧化性,以 及具有优于陶瓷材料的韧性和良好的热加工性而受到广泛**,尤其受到航空部门的青睐。 金属间化合物(2)电磁应用 金属间化合物作为电磁材料是功能材料的一个分支,广泛应用于能源、通讯等领域。制成的磁性元器件具有 多种功能,如转换、传递、处理信息和存储能量等。 (3)超导材料 限制超导材料广泛应用的主要问题是超导转变温度太低,附加的冷却设备复杂。 (4)其他应用 用做贮氧材料、牙科材料等。
术语介绍
两种金属的原子按一定比例化合,形成与原来两者的晶格均不同的合金组成物。
金属间化合物 金属间化合物与普通化合物不同,其组成可在一定范围内变化,组成元素的化合价很难确定, 但具有显著的金属结合键。
其化学成分通常符合AmBn形式, 在金属功能材料中,有结构材料,如Ni3Ti、Ni3A1、NiAl、Fe3Al、FeAl、 Ti3Al和TiAl等可用作高温结构材料;磁性材料YCo5、 PcOsNd2Fe14B,形状记忆合金NiT,半导体材料GaAs、 InP,超导材料 Nb3Sn、V3Ga,储氢材料Lanis、FeTi、Mg2Ni等。
金属间化合物的种类及特点

金属间化合物的种类及特点
1. 哇塞,你们知道吗,金属间化合物可有不少种类呢!就像铝钛化合物,它可是航空航天领域的“明星”啊!强度那叫一个高,飞机制造可少不了它呢!想想看,要是没有它,飞机还能这么牢固地在天上飞吗?
2. 嘿,还有镍铝化合物呀,就如同钢铁侠的战甲材料一般厉害呢!它的耐热性超棒,在高温环境下依然能稳定发挥,这不就像一个不知疲倦的战士嘛!
3. 铜锌化合物大家也不陌生吧!就是我们说的黄铜呀。
它容易加工,而且外观还好看呢,好多漂亮的装饰品不就是它做的嘛,这多牛呀!
4. 那钛铝化合物呢,不夸张地说,简直就是个“小金刚”!硬度高得很呐,汽车发动机里都有它的身影,它可是功不可没呀!
5. 哎呀呀,铁铬化合物也是很重要的哟!它的耐腐蚀性超强,这不就是像一个不会被腐蚀的勇士嘛,化工行业可少不了它哦。
6. 镍铬化合物嘞,它就像一个顽强的守护者!在电热领域表现出色,电熨斗、电烤箱里都有它在默默奉献着呢。
7. 钼硅化合物可不能被小瞧呀,它在高温抗氧化方面那可是有一手的,这不跟个耐高温的小精灵似的。
8. 钴钨化合物呢,就如同一位坚韧不拔的力士!在耐磨领域有着出色的表现,一些工具的制造可全靠它啦。
9. 总之啊,金属间化合物的种类丰富多样,各有各的特点和厉害之处,它们真的是在各个领域都发挥着超级重要的作用呢,咱们可离不开它们呀!。
金属间化合物的定义

金属间化合物是指由两个或两个以上的金属元素构成的化合物,它们的原子之间通过共享电子对而形成了化学键。
这些化合物通常具有不同于其组成金属的物理和化学性质。
金属间化合物可以根据它们的晶体结构进行分类,其中一些常见的类型包括:
1. 正常价化合物:这类化合物的形成是由于金属原子之间的电子转
移,以达到稳定的电子结构。
例如,在FeCl2 中,铁原子失去两个电子,而氯原子获得两个电子,形成了具有离子键的化合物。
2. 电子化合物:这类化合物的形成是由于金属原子之间的共享电子
对,以形成稳定的电子结构。
例如,在Al2Cu 中,铝原子和铜原子共享电子对,形成了具有共价键的化合物。
3. 间隙化合物:这类化合物是由较小的金属原子填入较大金属原子
的晶格间隙中形成的。
例如,在Fe3C 中,碳原子填入了铁原子的晶格间隙中,形成了具有复杂结构的化合物。
金属间化合物在材料科学中具有重要的应用,例如在合金设计、催化剂、电子材料和磁性材料等领域。
它们的特殊性质可以通过改变组成元素、晶体结构和制备方法等来调控,以满足不同的应用需求。
金属间化合物的合成及其性质研究

金属间化合物的合成及其性质研究金属间化合物是由不同金属元素组成的化合物,在多种领域中得到广泛应用,如材料科学、超导体、氢存储,以及电子、光学和磁学领域等。
本文旨在介绍金属间化合物的合成及其性质研究。
一、金属间化合物的合成金属间化合物的合成方法多种多样,其中较为常用的包括气相合成、固相合成、溶液法合成和熔融法合成等。
1.气相合成气相合成一般采用化学气相沉积法或物理气相沉积法,即以金属的挥发物在高温下与气体反应,经过一定的反应过程后在表面形成金属间化合物薄膜。
2.固相合成固相合成主要是指在高温下将金属粉末按照一定的配比混合,再进行高温反应得到金属间化合物。
这种方法简单易行,适用范围广泛,用途广泛。
3.溶液法合成溶液法合成是将金属离子与还原剂相结合,使其在水溶液中发生化学反应。
溶液法合成具有合成条件温和、精度高、毒副作用小、可大规模生产等优点,成为当今合成金属间化合物的主要方法之一。
4.熔融法合成熔融法合成是将金属混合物熔融后,在一定的温度和时间下形成金属间化合物。
这种方法普遍用于制备高熔点金属间化合物。
二、金属间化合物的性质金属间化合物具有极其复杂的物理化学性质,其中包括结构性质、电学性质、磁学性质和光学性质等。
1.结构性质在金属间化合物中,金属原子和非金属原子呈现出一定的排列方式和构型。
根据金属离子之间的排列方式和构型可分为不同的晶体结构类型,如立方晶系、正交晶系、六方晶系、菱面体晶系等。
金属间化合物的晶体结构在诱导各种物理和化学性质的同时,也为材料有效设计和改良提供了理论基础。
2.电学性质金属间化合物在晶格中往往存在着大量的自由电子,因此表现出很强的导电性和导热性。
根据不同的电子结构和晶体结构,金属间化合物可能表现出不同的导电性,如金属、半导体和绝缘体等性质。
3.磁学性质金属间化合物的磁学性质同样具有多样性,在磁化过程中,并不是所有金属间化合物都表现出类似金属的磁性。
大多数金属间化合物的磁性依赖于晶体结构、配比变化和温度等因素。
1.8 金属间化合物

刘志勇 14949732@
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吉 首 大 学 物 理 与 机 电 工 程 学 院 JiShou University
3.原子尺寸因素化合物
• 当两种元素形成金属间化合物时,如果它们之间的原子半 径差别很大时,便形成原子尺寸因素化合物 1.填隙型(填隙化合物) 在过渡族金属与H、B、C、N等原子半径甚小的非金属元素 之间形成,rX、rM:非金属(X)与金属(M)的原子半径 1)简单填隙相:rX/rM<0.59 2)复杂填隙相:rX/rM>0.59 2.拓扑密排相(TCP相)
正常价化合物
• 正常价化合物的结构类型有NaCl型、CaF2型、立方 ZnS型(闪锌矿结构)、六方ZnS型(硫锌矿结构)
几种正常价化合物的晶胞 (a)NaCl型;(b)CaF2型;(c)闪锌矿结构;(d)硫锌矿结构
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2.电子化合物
电子化合物中电子浓度与晶体结构的关系 电子浓度=21/14 电 子 浓 度 =21/13 体心立方结 复 杂 立 方 结 密 排 六 方 复 杂 六 方 结 构(β 相) 构 ( β -Mn 结 构 ( ξ 构 结构, μ 相) 相) (γ 黄铜结 构) CuZn Cu5Zn8 Cu3Ga(中、 Cu3Ga (低 Cu9Ga4 高温) 温) Cu5Sn Cu31Sn8 Cu5Si Cu5Si Cu5Ge Cu31Si8 Ag3Al ( 高 Ag3Al ( 低 Ag3Al (中 温) 温) 温) AgZn AgZn Ag5Zn8 AgCd AgCd Ag5Cd8 AuZn Au5Zn8 FeAl Ni5Zn21 电 子 浓 度 =21/12 密 排 六 方 结构 (ε 相) CuZn3
金属间化合物的结构

金属间化合物的结构引言:金属间化合物是由两种或更多种金属元素形成的化合物,具有特殊的结构和性质。
本文将重点介绍金属间化合物的结构特点,并以几种典型的金属间化合物为例进行详细探讨。
一、晶体结构金属间化合物的晶体结构多种多样,常见的有离子型、共价型和金属型结构。
其中,离子型结构由阳离子和阴离子组成,阴阳离子之间通过离子键结合。
共价型结构则由共价键连接金属原子和非金属原子,形成共价键网络。
金属型结构是金属间化合物中最常见的结构类型,金属原子通过金属键连接形成三维金属晶体结构。
二、NaCl型结构NaCl型结构是金属间化合物中最简单的一种结构类型。
它由阳离子和阴离子以八面体配位方式排列而成。
常见的NaCl型金属间化合物包括氯化钠(NaCl)、氟化钠(NaF)等。
这种结构具有高度的离子性,具有较高的熔点和硬度。
三、CsCl型结构CsCl型结构是一种简单立方结构,其中阳离子和阴离子分别位于晶体的立方体中心和顶点位置。
铯氯化物(CsCl)即为典型的CsCl型金属间化合物。
CsCl型结构具有较高的离子性和较低的对称性,熔点一般较高。
四、锌刚石型结构锌刚石型结构是一种典型的共价型结构,其中金属原子和非金属原子通过共价键连接。
锌刚石型结构的典型代表是硼化硅(SiC),它具有高硬度、高熔点和良好的导热性能。
五、体心立方型结构体心立方型结构是金属间化合物中常见的一种结构类型,其中金属原子位于立方体的顶点和体心位置。
典型的体心立方型金属间化合物包括铁素体、铬铁、镍铁等。
体心立方型结构具有较高的密堆度和较低的对称性。
六、六方最密堆积结构六方最密堆积结构是一种典型的金属型结构,其中金属原子按照最密堆积方式排列。
常见的六方最密堆积金属间化合物有钛(Ti)、锆(Zr)、钨(W)等。
六方最密堆积结构具有高度的对称性和较高的密堆度。
七、其他结构类型除了上述几种典型的金属间化合物结构外,还存在许多其他的结构类型,如六方密堆积结构、简单四方结构、钙钛矿结构等。
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1、什么是金属间化合物,性能特征?答:金属间化合物:金属与金属或金属与类金属之间所形成的化合物。
由两个或多个的金属组元按比例组成的具有不同于其组成元素的长程有序晶体结构和金属基本特性的化合物。
金属间化合物的性能特点:力学性能:高硬度、高熔点、高的抗蠕变性能、低塑性等;良好的抗氧化性;特殊的物理化学性质:具有电学、磁学、声学性质等,可用于半导体材料、形状记忆材料、储氢材料、磁性材料等等。
2、含有金属间化合物的二元相图类型及各自特点?答:熔解式金属间化合物相:在相图上有明显的熔化温度,并生成成分相同的液相。
通常具有共晶反应或包晶反应。
化合物的熔点往往高于纯组元。
分解式金属间化合物相:在相图上没有明显的熔解温度,当温度达到分解温度时发生分解反应,即β<=>L+α。
常见的是由包晶反应先生成的。
化合物的熔点没有出现。
固态生成金属间化合物相:通过有序化转变得到的有序相。
经常发生在一定的成分区间和较无序相低的温度范围。
通过固态相变而形成的金属间化合物相,可以有包析和共析两种不同的固态相变。
3、金属间化合物的溶解度规律特点?答:(1)由于金属间化合物的组元是有序分布的,组成元素各自组成自己的亚点阵。
固溶元素可以只取代某一个组成元素,占据该元素的亚点阵位置,也可以分布在不同亚点阵之间,这导致溶解度的有限性。
(2)金属间化合物固溶合金元素时有可能产生不同的缺陷,称为组成缺陷(空位或反位原子)。
但M元素取代化合物中A或B时,A和B两个亚点阵中的原子数产生不匹配,就会产生组成空位或组成反位原子(即占领别的亚点阵位置)。
(3)金属间化合物的结合键性及晶体结构不同于其组元,影响溶解度,多为有限溶解,甚至不溶。
表现为线性化合物。
(4)当第三组元在金属间化合物中溶解度较大时,第三组元不仅可能无序取代组成元素,随机分布在亚点阵内,而且第三组元可以从无序分布逐步向有序化变化,甚至生成三元化合物。
4、金属间化合物的结构类型及分类方法?(未完)答:第一种分类方法:按照晶体结构分类(几何密排相(GCP相)和拓扑密排相(TCP相))。
第二种分类方法:按照结合键的特点分类:a结合键性和其金属组成元素相似,主要是金属键。
b结合键是金属键含有部分定向共价键。
c具有强的离子键结合。
d具有强的共价键结合。
第三种分类方法:按照影响其结构稳定性的主要因素分类(类型:价电子化合物、电子化合物(电子相)、尺寸因素化合物)第四种分类方法:按照化学元素原子配比的特点分类。
5、什么是长程有序和短程有序度,举例说明长程有序度随温度变化规律?答:长程有序度σ定义为:Pαα为α原子占据α亚点阵的几率(α=A或B),Cα0为α原子的当量成分。
短程有序度s是指某一种原子周围最近全部异类原子对的数目NAB:s =(2NAB- N*)/N* N*为近邻总的原子对数。
长程有序度随温度升高的变化:第一类:随温度升高,长程有序度连续减小到Tc温度时为0。
如CuZn第二类:随温度上升,长程有序度有少量连续的降低,但直到Tc温度长程有序度才突然降到0,Tc为无序有序转变温度。
如Cu3Au但高于Tc仍有短程序存在。
6、金属间化合物的基本结构特点?答:1、无序态、有序态和液态2、有序无序转变3、金属键与共价键的双重性4、结构复杂性5、超点阵位错6当金属间化合物中添加第三组元(合金化)时,第三组元会占据晶胞一定的点阵位置。
7、合金化诱导晶体结构变化8、形变诱导结构变化:有序金属间化合物在形变过程中可能发生相结构变化9有序金属间化合物的晶界结构与无序相的晶界结构不同,许多金属间化合物表现出严重的晶界脆性,优先发生沿晶断裂。
7、微量B在Ni3Al中的作用机理?答:微量硼的加入可以最有效地提高Ni3Al (< 25%Al) 在空气中的室温拉伸延伸率。
实验证明硼偏聚在Ni3Al 晶界上使含硼Ni3Al 韧化(偏析量受Al含量影响)。
B 和Ni共偏析造成晶界成分性无序区;晶界区有一层沿晶界的绳状特征----无序区;无序区的尺度很小(20nm内);影响晶界裂纹尖端发射位错的能力和位错运动穿过境界的能力,从而韧化晶界。
硼可以抑制Ni3Al 的环境敏感脆化。
8、金属间化合物(Al化物)熔炼特点及熔炼铸造方法?熔炼金属间化合物具有自身特点(特别是铝化物):(1)合金元素溶解过程反应热高(反应放热);(2)对间隙元素敏感性高;(3)合金元素含量高(例如铝化物中的铝);(4)合金中各元素物性差别大(例如各元素熔点);(5)性能对组织敏感性高等。
主要熔炼方法:感应熔炼,真空电弧熔炼,电渣重熔,等离子电弧熔炼,感应凝壳熔炼,电子束熔炼等。
主要铸造工艺:砂型铸造、熔模铸造、近净成形铸造、定向凝固以及单晶制备技术,喷射铸造(喷射沉积) ,低压铸造等。
9、金属间化合物能否采用变形加工基本判据?在预期的热加工温度和大约10-1/s的工业应变速率下,铸态组织的塑性要等于或高于30%;在所采用的热加工温度或变形速率下,合金的流变应力应相当于室温流变应力的1/5到1/10;在一个宽的温度范围内维持高塑性;在热加工条件下,不形成低熔点的液体;无环境影响;良好的中温塑性(大于等于10%)以避免在热加工后的冷却过程中产生断裂等。
10、金属间化合物的强度特点?归纳来说,屈服强度与温度关系可分为三类:A 类金属间化合物的屈服强度随温度升高而提高(如单晶TiAl、Ni3Al);B 类的屈服强度随温度升高无明显下降,但在低温区却随温度降低有明显硬化(如单晶NiAl);C 类金属间化合物的屈服强度随温度升高而降低。
金属间化合物力学性能的一个显著特点,是屈服强度反常温度关系,即R 现象。
很高的高温强度。
11、本征脆性影响因素?本征脆性是指由金属间化合物的结构和位错运动特征带来的固有的脆性。
影响:电子结构特征;位错运动特征;晶体结构特征;晶界本征脆性及晶界附近区变形特征;应力状态特征和材料的缺口敏感特征;气体杂质原子、间隙原子和点缺陷特征。
12、产生环境脆性原因,及低温环境敏感氢脆性的特点?通常金属间化合物的环境脆性是指一种水汽环境诱导的室温脆性。
尤其当材料中含有一种活性组员,例如,铝化物中的铝,硅化物中的硅,都是活性组员。
它们在室温下就会与空气中的水汽发生表面反应,产生活性原子氢,深入材料表面,使之发生氢脆。
低温环境敏感氢脆一般有如下特点:室温塑性与应变速度有关,在高应变速度下一般强于低应变速度;氢脆现象常在低温发生;氢脆现象是可逆的;屈服强度与变形速度无关;易发生延晶断裂。
13、改善金属间化合物的脆性方法?控制化学计量比,微合金化、合金化;提高晶体对称性(通过晶格参数改变、晶体结构转变);显微组织控制;添加第三元素改变晶界结构,消除晶界脆性因素;消除成分偏析:高纯度的合金,塑性较高;细化晶粒:细化元素、快速凝固、机械合金化、纳米晶;热加工技术;复合增韧技术;消除环境脆化:保护膜(氧化膜)防止空气或水分子进入。
例如:合金化改变表层的氧化膜或通过热处理形成致密的氧化膜。
14、相图中出现的三种类型金属间化合物?15、改善铁的铝化物的任性途径?对于FeAl 和Fe3Al 脆性原因的认识使人们找到了设计韧性铁-铝合金的新方向:添加铬合金元素和/或在空气中预氧化在表面形成具有保护作用的氧化膜;通过热机械处理细化晶粒;通过添加Zr、B 和C 形成如锆的硼化物等的第二相粒子细化晶粒;添加微量硼提高晶界的结合强度;合金化(如添加硼) 降低氢的溶解度和扩散速率。
16、铁铝系金属间化合物的发展趋势?Fe-A l 金属间化合物在实用化方面要取得更大的发展, 尚需在以下几个方面进行研究:通过微合金化来提高Fe-A l 金属间化合物的塑性和韧性及高温综合性能。
通过铸造获取其他加工方法不能获得的所需形状。
通过热形变处理, 既可获得所需要的形状, 又细化晶粒, 提高材料塑性, 改善材料的强韧性。
利用Fe-A l 金属间化合物的半陶瓷性能, 设计新型的复合材料。
解决材料的加工硬化问题, 通过材料的冷加工, 获得材料的精确形状。
开发Fe-A l 合金的粉体制备工艺, 研究Fe-A l的喷涂技术, 充分利用该材料良好的耐腐蚀性。
17、Ni3Al的中温脆性改善方法?在空气中测试, 中温(500~600℃附近) 拉伸延伸率大幅度下降, 产生所谓中温脆性现象。
加入质量分数为8% 的铬元素可以有效地减轻其中温脆性; 通过定向凝固获得柱状晶也有效地抑制其中温脆性。
18、改善NiAl合金室温塑性方法?合金化是改善nial合金室温塑性最为常用的手段之一,适量的Fe、Mo和Ga能提高nial合金的室温塑性;宏合金化也被用来改善室温塑韧性,其思想是引入塑性第二相并通过塑性相变形来增加nial材料的塑韧性;改善多晶nial合金的室温塑性另一条途径是细化晶粒。
19、tial系金属间化合物优缺点及改善室温塑性方法?γ-TiA1基合金具有许多突出特点,例如:密度低;具有高的比强度和比弹性模量;在高温时仍可以保持足够高的强度和刚度;TiAl合金具有很好的阻燃性能和抗氧化性能;具有良好的抗蠕变及抗氧化能力等等。
缺点:成形性差;难以加工成结构部件;对于1000℃以上使用的高温部件具有相对较低的高温强度;拉伸强度、塑性与断裂/蠕变抗力具有反常关系;800℃以上的抗氧化性能不足。
室温塑性低;通过组织控制来改善TiAl基合金的室温塑性的途径有:(1)控制合金成分,使Al含量在46at%-49at%范围内,引入少量α2-Ti3Al相,形成双相TiAl合金组织。
(2) 细化合金的晶粒尺寸,获得亚微米级或者纳米级的晶粒,从而获得较好的室温塑性;(3)控制等轴γ相、α2相及层片组织的含量。
(4)改进合金的成形方法:通过热机械处理(如等温锻造、热挤压等方法)和随后的热处理控制材料的最终显微组织;采用定向凝固技术、快速凝固技术以及HIP技术改善合金的显微组织。
(5)提高合金纯度、减少有害相的存在。
(6)通过添加V、Cr、Mn等合金元素,减小γ相的单胞体积或轴比。
(7)降低环境脆性。
(8)在基体中加入塑性粒子或塑性纤维。
在TiA1基合金基体中加入塑性粒子或塑性纤维,发展以TiA1合金为基的复合材料,以此来提高室温塑性。
20、tial合金微合金化及合金化元素的作用?(1)V、Mn、Cr、Mo、B、Sn、Ni、Y,这类合金元素可以提高合金的塑性。
(2)Nb、Cr、W、Mo、Ta、Si、P、Sb,这类合金元素可以提高合金的抗氧化性。
(3)Si、Er、Nb、W、Ta、C、N、O,这类合金元素可以提高合金的抗蠕变性能。
(4)Cr、C、N,这类合金元素可以提高合金的断裂韧性。
加C、N后由于固溶强化、弥散强化的作用而使合金的断裂韧性提高。
(5)Nb、Mo、B、Y,这类合金元素可以提高合金的强度。