Y2O3对铌硅化物基超高温合金硅化物渗层组织的影响
氧化钇对TC4_钛合金表面包埋渗硼的影响

第52卷第8期表面技术2023年8月SURFACE TECHNOLOGY·451·氧化钇对TC4钛合金表面包埋渗硼的影响韩宾龙,田晓东,卢鹏军,祁贤(长安大学 材料科学与工程学院 交通铺面材料教育部工程研究中心,西安 710064)摘要:目的加快TC4钛合金表面固体渗硼时渗层的生长,研究渗剂中添加Y2O3对渗硼的影响。
方法采用固体粉末包埋渗法对TC4基材进行1 050 ℃/8 h渗硼,包括渗剂中不添加Y2O3以及渗剂中分别添加质量分数为1%、3%、5%、7%Y2O3的试验研究。
通过扫描电子显微镜、能谱仪、波谱仪和X射线衍射仪分析渗硼样品的截面形貌、元素含量和表面物相,并测量渗硼样品的表面硬度和摩擦系数。
结果在渗剂中加入1%~7%的Y2O3,渗硼层结构与未添加氧化钇渗剂形成的相同,由致密连续的TiB2层和TiB 晶须扩散层组成。
Y2O3促进渗层生长的作用与其添加量密切相关。
渗剂中加入1%~3%的Y2O3有促进渗硼层生长的作用,且加入3%的Y2O3时,催渗效果最佳,可使渗硼层厚度增加40.24%,但加入5%~7%的Y2O3时反而会抑制渗硼层的生长。
能谱分析表明,Y原子能够扩散到渗硼层内,且渗硼层中存在原子数分数为0.01%~0.34%的微量Y元素,其随渗剂中Y2O3含量的增加而增加。
热力学分析发现,Y2O3参与渗剂反应形成活性Y原子而渗入基体。
向渗硼试剂中加入3%的Y2O3,样品的表面硬度较未添加Y2O3时提高35.54%,摩擦系数较未添加Y2O3时降低28.57%。
结论向渗硼试剂中加入适量氧化钇,是获得TC4合金表面高渗速、高硬度和低摩擦系数渗硼层的一种有效方法。
关键词:渗硼;包埋渗;氧化钇;催渗中图分类号:TG156.8+7文献标识码:A 文章编号:1001-3660(2023)08-0451-07DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.08.041Effects of Y2O3 on Pack Boronizing of TC4 Titanium AlloyHAN Bin-long, TIAN Xiao-dong, LU Peng-jun, QI Xian(Engineering Research Center of Transportation Materials of Ministry of Education,School of Materials Science and Engineering, Chang'an University, Xi'an 710064, China)ABSTRACT: In order to accelerate the growth of the boronizing layer on TC4 titanium alloy prepared through pack cementation process, the effects of adding Y2O3 into the pack mixture were investigated. The TC4 matrix was boronized at1 050 ℃for 8 h with the pack mixtures composed of NaF, B and Al2O3 powders with Y2O3 free and Y2O3 addition of 1, 3, 5收稿日期:2022-08-04;修订日期:2023-02-08Received:2022-08-04;Revised:2023-02-08基金项目:大学生创新创业训练项目(X202210710586);长安大学中央高校基本科研业务费专项资金(300102311403)Fund:The Innovation and Entrepreneurship Training Program for College Students (X202210710586); Fundamental Research Funds for the Central Universities, CHD (300102311403)作者简介:韩宾龙(1997—),男,硕士研究生,主要研究方向为材料表面改性。
模具制造技术论文

模具制造技术论文模具制造是当前材料科学与工程领域中表现较为活跃、发展较为迅速的分支。
下面小编给大家分享一些模具制造技术论文,大家快来跟小编一起欣赏吧。
模具制造技术论文篇一浅谈模具制造中的表面强化技术摘要:在日常生产过程中模具的使用寿命成了工业生产过程中最大的问题,如何提高压铸模具的寿命我们就得在对其的表面处理工艺上下工夫。
本文介绍在模具制造领域中应用较为广泛的几类表面强化技术,并对其性能指标和经济性作了比较。
介绍了稀土表面强化技术在模具制造中的应用进展。
对纳米表面强化技术在模具制造中的应用作了展望。
关键词:模具制造表面强化技术引言表面强化是当前材料科学与工程领域中表现较为活跃、发展较为迅速的分支。
表面工程具有学科的综合性,手段的多样性,广泛的功能性,潜在的创新性,环境的保护性,很强的实用性和巨大的增效性,因而受到各行各业的重视。
表面强化技术在模具制造领域中的应用,在很大程度上弥补了模具材料的不足。
可用于模具制造的表面强化技术十分广泛,既包括传统的表面淬火技术、热扩渗技术、堆焊技术和电镀硬铬技术,又包括近20年来迅速发展起来的激光表面强化技术、物理气相沉积技术(PVD)、化学气相沉积技术(CVC)、离子注入技术、热喷涂技术、热喷焊技术、复合电镀技术、复合电刷镀技术和化学镀技术等。
而稀土表面强化技术的进展和纳米表面强化技术的兴起必将进一步推动模具制造的表面强化技术的发展。
表面强化技术应用于模具型腔表面处理,可达到如下目的:(1)提高模具型腔表面硬度、耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化性能,大幅度提高模具的使用寿命。
提高模具型腔表面抗擦伤能力和脱模能力,从而提高生产率。
(2)经表面涂层或合金化处理过的碳素工具钢或低合金钢,其综合性能可达到甚至超过高合金化模具材料及硬质合金的性能指标,从而可大幅度降低材料成本。
(3)可以简化模具制造加工工艺和热处理工艺,降低生产成本。
(4)可用于模具型腔表面的纹饰,以提高制品的档次和附加值。
Nb521表面改性Si-Cr-Ti涂层的高温氧化行为

Nb521表面改性Si-Cr-Ti涂层的高温氧化行为唐新阳;沈统;肖来荣;蔡圳阳;赵小军;饶博【摘要】利用料浆烧结法在Nb521合金表面制备了Si-Cr-Ti-W和Si-Cr-Ti-Al-Y2O3涂层,并对这两种涂层在1 400℃静态空气中的静态氧化行为进行了测试和研究.利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和波谱仪(WDS)对涂层在氧化过程中的微观组织形貌、元素分布和相组成进行了测试和分析,并建立了动态高温氧化模型.结果表明:两种改性涂层的氧化过程都遵循抛物线规律,添加铝、Y2O3和钨均能提高涂层的抗氧化性能.由于Al2O3和SiO2组成的复合氧化膜均匀致密且高温稳定性强,Si-Cr-Ti-Al-Y2O3涂层的抗氧化性能优于Si-Cr-Ti-W涂层的.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】7页(P392-397,418)【关键词】Si-Cr-Ti涂层;铌合金;硅化物涂层;高温氧化【作者】唐新阳;沈统;肖来荣;蔡圳阳;赵小军;饶博【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;有色金属材料科学与工程教育部重点实验室,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG172铌合金由于具有高熔点、高硬度和优良的机械性能和耐蚀性等优点,已在航空航天及核工业领域得到了广泛应用[1]。
但是,由于铌的起始氧化温度较低,铌及铌合金的抗氧化性能相对较差。
Vilasi[2]报道纯铌在600 ℃就会发生严重的氧化现象。
因此,通常利用在铌合金表面涂覆硅化物涂层、氧化物涂层或贵金属涂层等方法来提高铌合金的抗氧化性能[3]。
其中,Si-Cr-Ti涂层体系具有高温自修复能力强、抗氧化性好、价格低廉、制备工艺简单等优点,成为铌合金常用的涂层体系。
Y2O3对Cr-Nb合金高温抗氧化性能作用机制的研究

( 昌 航 空 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 昌 30 6 ) 南 南 30 3
摘 要 : 用 球 磨 +热 压 工 艺 制 备 添 加 0 5 t% 稀 土 氧 化 物 Y 0 采 . w. ,的 c— b合 金 , 究 了 Y O r N 研 对 c— b合 金 在 r N 10  ̄ 10  ̄ 高 温 氧 化 性 能 的作 用 机 制 。结 果 发 现 , 的加 入 , 缓 了 c— b合 金 在 10  ̄ 的 氧 化 速 度 ; 10C和 20 Y0 减 r N 10( 2 虽 然 在 10  ̄ 20C氧化 增 重 比 未加 Y 0 的 c - b 金 高 , 是 大 大 增 加 了 氧化 膜/ 体 的 结 合 力 , 善 了 氧 化 膜 的 抗 剥 r 合 N 但 基 改 落 性 , 一 定 程 度 上 改 善 了 C- b 金 的 高 温 抗 氧 化 性 能 。 在 r 合 N
本 研 究 采 用 机 械 合 金 化 ( c aia a oig Mehncl l yn , l 简称 MA)+热 压 ( t rsig 简 称 H ) 粉末 冶 Ho pes , n P的 金工 艺 , C — b合 金 中 添 加 少 量 的稀 土 氧 化 物 在 rN
Y O , 究 Y O 对机 械合金 化 粉 晶粒 的影 响 , 讨 : ,研 :, 探
4 MP 5 a和 0 5 。 . h
但 Ba y等 人 认 为 , rd 由于 C 在 更 高 温 度 下 rO 的挥 发性 ,a e 相 N C:的 使用 温 度 受 到局 限 , L vs br 大大 限制 了 L vs N C: 金 作 为 高温 结 构 材料 ae 相 b r 合 的使用 。迄 今 为 止 , 关 L vs相 N C 抗 氧 化 性 有 ae br
Y_2O_3添加剂对SiC复相多孔陶瓷烧结性能和力学性能的影响

【摘 要】利用添加造孔剂法制备SiC 复相多孔陶瓷。
研究了Y 2O 3添加剂对SiC 复相多孔陶瓷的烧结温度及烧结体力学性能的影响机理。
结果表明:Y 2O 3的加入大大降低了SiC 复相多孔陶瓷烧结温度,样品的力学性能有所提高,抗弯强度提高18.46%,稀土氧化物占总质量3%时能提高SiC 复相多孔陶瓷的抗氧化性,氧化速率降低了66.7%。
YAG 相在SiC 晶界均匀分布,细晶,裂纹偏转及晶界桥联是SiC 复相多孔陶瓷的增韧的机理。
【关键词】稀土氧化物,多孔陶瓷,碳化硅中图分类号:TQ174.4+7 文献标识码:A0 引 言SiC 是共价键性极强的化合物,在高温状态下仍能保持高的键合强度,且热膨胀系数小、较强的抗酸碱能力、具有较高的热传导性,故SiC 多孔陶瓷是高温过滤器件、高级保温材料、污水净化分离、生物催化剂载体等应用最有希望的生态环保材料之一。
SiC 多孔陶瓷又存在着烧结困难,高温氧化的缺点。
为了提高SiC 多孔陶瓷的应用范围必须要克服这些缺陷。
目前有关SiC 多孔陶瓷烧结的报道多采用添加粘土来降低烧结温度,但其中引入的杂质不可避免的会影响SiC 多孔陶瓷的优良性能,所以粘土的添加量是有限的[1]。
由于稀土元素具有4fx5d16s2 电子层结构,电价高、半径大、极化力强、化学性质活泼及能水解等性质,故在特种陶瓷及功能材料方面具有广阔的发展前景[2]。
采用高岭土和Al 2O 3、Y 2O 3为烧结助剂,采用添加造孔剂法常压烧结得到SiC 多孔陶瓷,并分析了物相组成和微观结构。
1 实 验实验采用纯度为99.9%的碳化硅,粒径为75μm,造孔剂为石墨(粒径为165μm)占5~10%,烧结助剂为高岭土、氧化铝及稀土氧化物,PVA 为瞬时粘结剂。
碳化硅占65~75%,高岭土与氧化铝占15~20%(Al 2O 3 ∶SiO 2≈3∶1)。
1#、2#、3#、4#配方中分别放0%、1%、3%、5% 的Y 2O 3。
ODS镍基超合金的研究进展

ODS镍基超合金的研究进展章林;曲选辉;何新波;段柏华;秦明礼【摘要】γ'和Y2O3强化的镍基超合金高于1000℃仍有优异的蠕变性能,可用作涡轮喷气发动机中的叶片.本文介绍了氧化物弥散强化(ODS)镍基超合金的制备和三阶段热处理获得柱状晶粒,重点分析了其独特的二次再结晶行为,同时阐述了预退火、区域退火速率以及γ'和Y2O3的含量对二次再结晶的影响.讨论了γ'溶解诱发二次再结晶、弥散相粗化诱发二次再结晶和晶界形核三种理论,解释了二次再结晶温度高和活化能高的原因.最后讨论了细晶粒态和粗晶粒态在不同应变速率和不同取向上性能的差异.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】7页(P90-96)【关键词】氧化物弥散强化;镍基超合金;蠕变性能;机械合金化【作者】章林;曲选辉;何新波;段柏华;秦明礼【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TL61.3氧化物弥散强化(Oxide Dispersion Strengthen, ODS)合金主要有ODS铁基合金和ODS镍基超合金两大类。
ODS铁基合金的工作温度只能到700℃,而ODS镍基超合金在1000℃以上仍具有优异的高温蠕变性能、疲劳性能和抗氧化性能[1,2]。
可用作涡轮喷气发动机中的导向叶片或涡轮叶片,不仅可以在高温下长期使用,而且还能承受气体腐蚀、蠕变和疲劳载荷[3]。
ODS镍基超合金优异的高温蠕变性能主要得益于氧化物的弥散强化、γ′[Ni3(A l,Ti)]相的析出强化和拉长晶粒抑制晶界滑移[4]。
ODS镍基超合金的中温(700~900℃)强度较低,通过A l,Ti和Ta的添加形成了FCC(L 12)有序结构的γ′相并与γ基体保持共格,从而提高了中温强度[5-7]。
无机合成第2章高温合成

电弧炉
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弥散强化——精选推荐

弥散强化弥散强化各种热⼒机械(燃⽓轮机、喷⽓发动机、⽕箭)、宇航⼯业、原⼦能⼯业对耐热材料的要求很⾼。
现在,飞机喷⽓发动机使⽤的耐热⾦属材料主要是镍基和钴基超合⾦,其主要强化机构是通过热处理析出第⼆相,但使⽤温度还是有⼀定限度的。
钼基台⾦、铌等⾼熔点⾦属及其合⾦的⾼温强度是优越的,但抗氧化性差。
弥散强化合⾦作为这⼆者中间的耐热材料有所希望得到应⽤。
⾦属化合物或氧化物⽤作⾼强度合⾦的第⼆相,⽐基体⾦属硬得多。
在基体中渗⼊第⼆相的⽅法有好⼏种,最常见的是利⽤固溶体的脱溶沉淀,进⾏时效热处理,这就是沉淀强化;以后⼜发展了内氧化法、粉末冶⾦法,称为弥散强化。
所谓弥散强化,就是使⾦属基体(⾦属或固溶体)中含有⾼度分散的第⼆相质点⽽达到提⾼强度的⽬的。
虽然加⼊第⼆相的⽅法不同,但强化的机理却有共性,沉淀强化的情况更复杂。
⼀、弥散强化的机理弥散强化机构的代表理论是位错理论。
在弥散强化材料中,弥散相是位错线运动的障碍,位错线需要较⼤的应⼒才能克服障碍向前移动,所以弥散强化材料的强度⾼。
位错理论有多种模型⽤以讨论屈服强度、硬化和蠕变。
下⾯分析⼏种主要的位错理论模型。
1.屈服强度问题(1)奥罗万机构奥罗万机构的⽰意图如图7—23所⽰。
按照这个机构,位错线不能直接超过第⼆相粒⼦,但在外⼒下位错线可以环绕第⼆相粒⼦发⽣弯曲,最后在第⼆相粒⼦周围留下⼀个位错环⽽让位错通过。
位错线的弯曲将会增加位错影响区的晶格畸变能,这就增加了位错线运动的阻⼒,使滑移抗⼒增⼤。
在切应⼒τ作⽤下,位错线和⼀系列障碍相遇将弯曲成圆弧形,圆弧的半径取决于位错所受作⽤⼒和线张⼒的平衡。
在障碍处位错弯过⾓度θ(见图7-24),障碍对具有柏⽒⽮量b 的位错的作⽤⼒F 将与位错的线张⼒T 保持平衡θsin 2T F =作为位错运动的障碍,第⼆相粒⼦显然⽐单个镕质原⼦要强,因此c θ(临界值)要⼤些。
当2πθ=时,位错线成半圆形,作⽤于位错的⼒F 最⼤。
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涛 , 喜平 郭
( 西北 工业 大学 凝 固技 术 国家重 点 实验 室 , 安 7 0 7 ) 西 1 0 2
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出 现 先 增加 后 降 低 的 规 律 。 当 渗 剂 中 Y 0。 加 入 量 为 1 ~ 2 ( 量 分 数 ) , 具 有 明显 的催 渗 作 用 。 的 质 时 Y 0。
关 键 词 : 硅 化 物 基 超 高 温 合 金 ; i 。共 渗 层 ; 埋 渗 ; 层 结 构 铌 SYO — 包 涂
c n e to 03 i h a g f0 5 一 ,m a sfa to )i h a k mi t r sh v h i i rsr c o tn fY2 (nt er n eo . 5 s r cin n t ep c x u e a et esm l tu — a t r ,wh c sc m p s do Nb,X) i( r p e e t ,Hfa dCree e t)ly r a ( ,X ) S 3 ue ih i o o e fa( S 2 X e r s n sTi n lm n s a e , Nb 5i
No t w e t r l t c n c lUn v r iy r h s e n Po y e h ia i e st ,Xi a 1 0 2 ’ n 7 0 7 ,Ch n ) i a
摘要 : 用包埋 共渗工 艺在铌硅化物 基超高温合 金表 面制备 了 s Y 0 采 i 2 。共 渗 层 , 渗 温 度 为 1 5 ℃ , 渗 时 间 为 lh — 共 00 共 O。 利用 S M, D E E S和 X RD等 方 法 分 析 了渗 剂 中 Y O 。添 加量 对 渗 层 结 构 、 织 形 貌 及 其 成 分 分 布 的 影 响 , 与 相 同包 埋 组 并 渗 温 度 和 时 间 下 单 独 渗 s 渗 层 的组 织 进 行 了对 比 。 结果 表 明 : 渗 剂 中 添加 不 同 含 量 Y 0。 的渗 层 具 有 相 似 的 结 构 , i 在 z 后 均具 有 明显 分层 的结 构 , 由外 至 内依 次 为 ( b N ,x) i( 表 示 T ,Hf C ) ,Nb x)S 过 渡 层 和 富 A1 散 区 。 与 Szx i 和 r层 ( , s i 扩
中 图分 类 号 : G14 4 T 7.4 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :10 —3 1 2 1 ) 10 1 一7 0 14 8 (0 O 0 0 2o
Absr c :SiY2 O de sto o tn n Nb s lcd ~ s d u t a gh t m p r t r loy we e p e ta t — C — po ii n c a i gson a — iii e ba e lr hi e e a u ea l r r 03 pa e a k c me t ton p o e s a 05 C or1 h.The s r t e,p s o tt e s a d c r d by p c e n a i r c s t 1 0 ̄ f 0 t uc ur ha ec ns iu nt n ompo i s— to ld s rbuton ofc atng r n s i t d by SEM ,EDS a i na i t i i o i s we e i ve tga e nd XRD n o p r d wih t a d c m a e t hos e of t oa i r pa e y d p ii nd rt a o ii ns he c tng p e r d b e ostng Siu e hes me c nd to .Ther s ls s w h tn vi e tne e u t ho t a o e d n w
材 料 工 程 超 日 △ 2 对 O 同皿 口金硅 化 物渗 层 组 织 的影 响
Efe to n M ir s r c u e o i cd a i g n f c fY2 o c o t u t r fS l i e Co tn s o O3 i Nb— lcd — a e t a i h Te e a u eAlo —i i e b s d Ulr h g mp r t r l y si -
p a e o m n t e s r a e l y r o iY2 O d p s t n c a i g Co tn s p e a e t if r n h s s f r o h u f c a e fS — C — e o i o o tn . O3 i a i g r p r d wih d fe e t
单 独渗 s 渗 层 相 比 , 剂 中 添 加 Y 0。 有 改 变 渗 层 表 层 的相 组 成 , 抑 制 了渗 层 中孔 洞 的 产 生 , 相 同 包 埋 渗 温 度 和 i 渗 没 但 使 时 间处 理后 S Y O i 共 渗 层 的 组 织 较 单 独 渗 s 渗 层 的 更 为 致 密 。E S能 谱 分 析 结 果 表 明 , 在 渗 层 中 的 分 布是 不 均 匀 — i D Y 的 , 靠 近 过 渡 层 与 基 体 界 面 处 的 Y 含 量 较 高 , 由 内 向外 逐 渐 递 减 。 随 渗 剂 中 Y 0 在 并 。含 量 增 加 , 层 中 的平 均 Y 含 量 渗