金属间化合物

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先进金属结构材料-金属间化合物2011

先进金属结构材料-金属间化合物2011

原 面 心 立 方 的 ( 001 )
交 替 的 分 别 被 Cu 与 Au
原子占据,它不再是立
方点阵,而成为四方点
阵。如:AgTi, TiAl, FePt
Cu
Au
等。
基本结构
B2 (β黄铜超点阵)
有序结构可看成是分别 由Cu及Zn组成的简单立 方点阵穿插而成。
典型的例子有: β-CuZn、β-AuCd、βNiAl。
TiCr2
熔点(℃) 1625 1607 1600 1582 1560 1552 1550 1540 1500 1460 1397 1382 1340 1326 1260 1300 1342 1320 1312 1152
密度
7.66 4.52 4.20 4.12 8.23 2.25 6.90 6.70 4.04 3.90 7.41 7.80 6.60 4.98 8.24 9.09 8.90 5.60 6.00 5.89
Cr3Si(β- W)结构
Cr3Si 相 属 于 β- W 型 的 结 构 , Cr3Si 结 构 一 般 不 总 是 发 生 在 正 化学比A3B处。其初基单胞含有 8个原子。设其原点处于中心, 则单胞内原子位置为:
2个B原子:
0,0,0; 1/2,1/2,1/2; 6个A原子:
1/4,0,1/2; 1/2,1/4,0;
化合物
Nb5Si3 Mo5Si3 Ti5Si3 MoSi2 Mo3Si Nb3Al Nb2Al NbSi2
V3Si Nb2Al NbBe17 Ti5Ge3 Cr3Si Cr2Nb NbAl3 Ti3Sn NbBe12 Fe2Zr ZrBe13 NiAl
熔点(℃) 2480 2180 2130 2030 2025 1963* 1940* 1930 1925 1871 1800* 1800* 1770 1720 1680* 1680* 1672* 1645 1645* 1640

金属间化合物要点

金属间化合物要点
以体心立方结构为 基的长程有序结构
以密排六方结构为 基的长程有序结构 长周期超点阵 laves相 σ相 χ相 Cr3Si(β-W)相 μ 相等
Cu3Au型(L12型) CuPt型(L11型) CuAuⅠ型(L10型)等 CuZn型(B2型) Fe3Al型(D03型) Cu2MnAl型(L21型)等
Mg3Cd型(D019型)等
CuPt型(L11型)
2.2.1几何密排相特点
以面心立方结构为基 的长程有序结构
➢ CuAuⅠ型(L10型)
化学式为AB。原 面心立方(001)面 被仅由Cu原子组成的 原子面及仅由Au原子 组成的原子面交替重 叠堆垛而成。典型的 例子有
➢ 定义:由不规则的四面体填充空间的密堆结构 。 ➢ 类型:laves相,σ相,χ相,β-W相等。 ➢ 特点:晶体中的间隙完全由不规则的四面体间隙
组成,没有八面体间隙,配位数>12,致密度> 0.74;原子间距极短 ,原子间电子交互作用强烈, 对称性低,滑移系少,塑性差。
2.2.1几何密排相特点
以面心立方结构为基 的长程有序结构
金属间化合物
晶体结构、结构稳定性 及电子理论
1定义
金属间化合物是指由两个或更多的金属组元或 类金属组元按比例组成的具有金属基本特性和不同 于其组元的长程有序晶体结构的化合物。
TiAl(L10)
2晶体结构分类
几何密排相 拓扑密排相
几何密排相
金属 间化 合物
拓扑密排相
以面心立方结构为 基的长程有序结构
MgZn2结构 原子半径小的Zn原子
形成四面体,原子半径大 的Mg原子占据四面体间隙 之中,本身构成一个四面 体骨架。每个Zn原子与6 个Mg原子和6个Zn原子相 邻,Zn原子的配位数为12; 每个Mg原子与4个Zn原子 和12个Mg原子相邻,Mg 原子的配位数为16。

材料科学复习金属间化合物的韧化

材料科学复习金属间化合物的韧化

材料科学复习金属间化合物的韧化金属间化合物韧化是指通过合适的添加元素或合金化设计,改善金属间化合物的机械性能,使其具有更好的韧性和延展性。

这是一项重要的研究领域,因为金属间化合物通常具有良好的高温强度,但在室温下却表现出脆性。

金属间化合物是由两种或更多金属元素形成的化合物。

它们在结构上通常具有复杂的晶体结构,例如金属间化合物中常见的L12、B2、DO3和DO22等结构。

这些化合物通常具有高硬度、高熔点和良好的高温力学性能,适用于高温环境中的应用,如航空航天、能源等领域。

然而,金属间化合物的脆性是其应用受限的主要原因。

脆性意味着金属间化合物在受到应力时容易发生断裂,而不能延展变形。

因此,改善金属间化合物的韧性成为研究的重点。

韧化金属间化合物的方法主要包括两个方面:元素合金化和微观结构设计。

元素合金化是通过添加适量的合金元素来改善金属间化合物的力学性能。

常用的合金元素包括第二和第三族过渡金属元素以及稀土元素。

这些元素的添加可以引起化合物晶体结构的畸变,从而改善材料的韧性。

例如,添加钽和铌等元素可以形成塑性相,提高金属间化合物的延展性。

添加稀土元素可形成粒界相,通过粒界滑移来提高金属间化合物的韧性。

此外,微观结构设计也是韧化金属间化合物的重要方法之一、通过调控晶界、位错、析出相和相变等微观结构的形成和演化,可以有效地改变材料的力学性能。

例如,通过减小晶粒尺寸可以提高材料的延展性和韧性。

此外,通过控制析出相的形态和分布,也可以增加金属间化合物的位移机制,从而提高材料的韧性。

在金属间化合物的韧化研究中,合金设计和微观结构调控常常是相辅相成的。

通过合金化设计,可以引入适量的合金元素来改善金属间化合物的力学性能。

而通过微观结构调控,可以进一步控制材料的位移机制和断裂行为,从而实现更好的韧性。

总之,金属间化合物韧化是材料科学领域的一个重要研究课题。

通过合金设计和微观结构调控,可以有效地改善金属间化合物的韧性和延展性,从而扩展其在各个领域的应用。

金属间化合物和第二相的区别

金属间化合物和第二相的区别

金属间化合物和第二相的区别
以《金属间化合物和第二相的区别》为标题,写一篇3000字的
中文文章
金属间化合物和第二相是晶体学中常见的概念,它们存在着重要的不同之处。

两种材料在结构、性质、用途以及物理性质等方面都有着显著的改变。

首先,金属间化合物指的是金属原子加上非金属原子形成的化合物,其形式为乙烯,能形成高熔点、硬结晶体结构。

属间化合物的熔点通常较高,由于其作用而受到机械强度和弹性模量等性质的影响,因此,金属间化合物通常用作大部分密封件和衬套,甚至用于航空和航天等高精度应用场合。

相比之下,第二相的概念引用的是一种结构体系,它由非金属元素组成,结构较为复杂,能够形成介质结构,熔点相对较低,但结晶度也不高,有较强的耐磨性。

于该结构体系具有耐热、耐老化、抗拉强度等优点,因此第二相常用于构成硬件、电子元器件和航空航天等高精度应用场合。

此外,金属间化合物和第二相在物理性质上也存在着明显的不同。

属间化合物在结构上具有优异的机械强度和粘结性,因此,它们易于形成高密度的固体结构,这些结构具有很强的抗拉强度、抗压强度和耐热性。

而第二相结构则更灵活,具有较高的抗拉强度,是一种可以抵抗高温和大压力的良好材料。

最后,由于金属间化合物具有出色的外观和耐腐蚀性,因此常用
其制造水泵、滑触线和阀体等产品。

第二相具有改善聚合物的黏结力和耐磨性,因此它们经常用作聚合物的助剂,并用于制造橡胶和塑料制品。

总之,金属间化合物和第二相之间有着根本的不同,它们在结构、性质、用途和物理性质等方面都有着明显的改变。

此,理解这两者之间的差异,对于正确使用其材料,有着重要的作用。

金属互化物

金属互化物

金属互化物
金属互化物(intermetallic compound)或金属间化合物是一种被用来表示一种特殊情况的术貄。

指的是固体相涉及金属,以及一种完全不同的配位化学,它被用来解释由两种或两种以上金属所构成的复合物。

请注意,豏多金属间化合物通常简称合金,尽管严格来说他们不是。

就像复杂金属合金这种非常大的金属间化合物。

研究上的定义
这是由1967年的舒尔滋提出的,其定义为固相金属间化合物拥有两个或两个以上的金属元素,它们的晶体结构有别于一般的分子晶体或离子晶体。

这定义包含以下内容:
电子化合物- 化合物形成时由原子的价电子担任重要角色
σ相化合物、拉夫斯相化合物- 成份的金属元素堆积成特殊结构
金属的定义是指:
所谓的贫金属,如铝、镓、铟、铊、锡和铅
部份的类金属元素,如矽、锗、砷、锑和碲。

合金,这是指均匀混合金属,以及间隙化合物,但碳化物和氮化物被排除在外。

tial金属间化合物导热系数

tial金属间化合物导热系数

tial金属间化合物导热系数金属间化合物是指由两种或多种金属元素组成的化合物,具有金属和非金属的特性。

在这些化合物中,金属元素通过共享电子形成金属键,而非金属元素则通过共价键与金属元素结合。

金属间化合物在材料科学和工程领域具有广泛的应用,其中导热性能是其重要的一个性质。

导热系数是衡量材料导热性能的一个指标,表示单位时间内单位面积上的热量传导量。

金属间化合物的导热系数通常较高,这使得它们在导热器件和热传导材料中得到了广泛的应用。

金属间化合物的晶格结构对其导热性能起到了重要的影响。

晶格结构的紧密程度决定了原子之间的距离,进而影响了热传导的效率。

例如,具有密排结构的金属间化合物,如硼化钛(TiB2)和氮化硅(Si3N4),其导热系数较高。

这是因为在这些化合物中,金属和非金属原子之间的键相对较短,热量能够更快地从一个原子传递到另一个原子。

金属间化合物中的电子结构也对导热性能起到了重要的影响。

电子是导热的主要载体之一,其在材料中的传导能力决定了材料的导热性能。

金属间化合物中的金属元素通常具有较高的电子迁移率和较低的电阻率,这使得电子能够快速传导热量。

此外,金属间化合物中的电子还可以通过散射过程将热量传递给晶格振动,进一步提高导热性能。

金属间化合物中的晶体缺陷也会对导热性能产生影响。

晶体缺陷包括点缺陷(如空位、间隙原子等)和线缺陷(如位错、脆性裂纹等)。

这些缺陷会散射热量的传导,从而降低导热系数。

因此,在设计金属间化合物材料时,需要尽量减少晶体缺陷的存在,以提高导热性能。

金属间化合物的晶体结构和成分也会对导热性能产生影响。

一些金属间化合物具有复杂的晶体结构,其中存在着多种不同类型的原子。

这些不同类型的原子之间的相互作用会影响热量的传导,从而影响导热系数。

金属间化合物的导热系数受到多种因素的影响,包括晶格结构、电子结构、晶体缺陷和成分等。

通过合理设计金属间化合物的结构和成分,可以提高其导热性能,为热传导材料和导热器件的应用提供更好的选择。

金属间化合物的分类

金属间化合物的分类
1. 正常价化合物呀,就像氯化钠一样,原子间有着固定的化学价比,稳定得很呢!比如说铜锌合金中的一些相,它们可是在金属间化合物里很重要的一类哟!
2. 电子化合物呢,就如同有着独特密码的宝藏,其晶体结构是由电子浓度决定的哦!像铜和铝组成的某些化合物不就是这样嘛!
3. 间隙化合物那可是很特别的存在呀,就好比在大框架里塞进了小不点儿!像碳在铁中形成的化合物就是典型例子呀,厉害吧!
4. 拓扑密堆相这名字是不是听起来就很高大上呀,它们的结构可复杂又有序呢,如同精美的拼图!像一些复杂的金属间化合物就是这样的呀!
5. 拉维斯相就像是坚固的堡垒,有着特定的结构和比例,很稳定哟!比如某些钼和铬的化合物就是拉维斯相呢!
6. ordered intermetallics(有序金属间化合物)呀,它们是那么的规整有序,仿佛是训练有素的士兵列队呢!像一些有序的镍铝化合物就是这样呢!
7. 非化学计量化合物是不是很神奇,它们的组成可以有点小变化呢,就像可以灵活调整的队伍一样!像一些金属氧化物就可能是非化学计量化合物哟!
8. 复杂金属间化合物简直就是一个神秘又有趣的世界呀,里面充满了各种奇妙的结构和性质!好比一个充满惊喜的大宝藏等着我们去探索呢!
我的观点结论就是:金属间化合物的分类真是太丰富多样啦,每一类都有着独特的魅力和价值,让我们不断去深入研究和发现它们的奥秘吧!。

co_3ti金属间化合物屈服强度抗拉强度延伸率

co_3ti金属间化合物屈服强度抗拉强度延伸率CO3Ti金属间化合物:屈服强度、抗拉强度和延伸率CO3Ti金属间化合物是一种重要的功能材料,其在材料科学领域中具有广泛的应用。

本文将重点探讨CO3Ti金属间化合物的屈服强度、抗拉强度和延伸率等性能,以及相关影响因素和应用前景。

一、CO3Ti金属间化合物的特点CO3Ti金属间化合物是由钛(Ti)和碳(C)元素组成的金属间化合物。

它具有许多独特的特点,例如高硬度、耐腐蚀性、高温稳定性等。

由于其特殊的晶体结构和化学成分,CO3Ti金属间化合物在材料科学领域中备受关注。

二、CO3Ti金属间化合物的屈服强度屈服强度是材料在受力过程中最先发生塑性变形的应力水平。

CO3Ti金属间化合物具有较高的屈服强度,这使得它在许多工程领域中具有广泛的应用。

屈服强度的提高可以通过合金化、热处理和冷变形等方法来实现。

此外,晶粒大小和界面强度也会对屈服强度产生影响。

三、CO3Ti金属间化合物的抗拉强度抗拉强度是材料在拉伸过程中抵抗破坏的能力。

CO3Ti金属间化合物在抗拉强度方面表现出色,这使得它成为一种理想的结构材料。

抗拉强度的提高可以通过优化晶体结构、增加晶粒尺寸和合金化等方式来实现。

四、CO3Ti金属间化合物的延伸率延伸率是材料在拉伸过程中发生塑性变形的程度。

CO3Ti金属间化合物通常具有较低的延伸率,这是由于其结晶结构的限制和界面的强化效应所致。

然而,通过晶界工程和合金化等方法,可以显著改善CO3Ti金属间化合物的延伸率,增加其在工程领域中的应用潜力。

五、CO3Ti金属间化合物的影响因素CO3Ti金属间化合物的性能受多种因素的影响,包括化学成分、晶体结构、晶粒尺寸、热处理工艺等。

通过调控这些影响因素,可以优化CO3Ti金属间化合物的力学性能,满足不同应用需求。

六、CO3Ti金属间化合物的应用前景由于其独特的性能和多样化的调控方法,CO3Ti金属间化合物在航空航天、汽车制造、材料加工等领域具有广阔的应用前景。

焊接接头的金属间化合物分析与评估

焊接接头的金属间化合物分析与评估焊接是一种常见的金属连接方式,通过热能将金属部件熔化并使其冷却后凝固,从而形成一个坚固的连接。

然而,焊接接头中的金属与基材之间常常会形成一种特殊的物质,即金属间化合物。

本文将对焊接接头中的金属间化合物进行分析与评估。

一、金属间化合物的形成机制焊接过程中,熔池中的金属与基材相互扩散,并发生化合反应,形成金属间化合物。

这种化合物的形成机制主要有以下几点:1. 扩散机制:焊接过程中金属离子在熔池中通过扩散聚集,与基材中的金属发生反应,形成金属间化合物。

2. 形核机制:焊接过程中,金属离子到达接头界面时,由于过饱和度高而形成过饱和团簇,然后发生核化反应,形成金属间化合物。

3. 相变机制:焊接过程中,金属由于温度变化引起相变,形成新的晶体结构以及金属间化合物。

二、金属间化合物的性质与影响焊接接头中的金属间化合物具有以下性质:1. 高硬度:金属间化合物通常具有较高的硬度,这是由于其晶格结构的特殊排列所致。

2. 脆性:金属间化合物通常具有较高的脆性,这是由于其晶格结构中存在较多的晶体缺陷所致。

3. 化学稳定性:金属间化合物通常具有较好的化学稳定性,能够抵抗腐蚀和氧化等环境因素的侵蚀。

金属间化合物对焊接接头的性能有着重要的影响:1. 强度:金属间化合物的形成可以增强焊接接头的强度,提高其抗拉强度与抗剪强度。

2. 脆性:金属间化合物的脆性特性可能导致焊接接头在受力时易发生开裂或断裂。

3. 耐腐蚀性:金属间化合物的化学稳定性能够提高焊接接头的耐腐蚀性,使其具有更长的使用寿命。

三、金属间化合物的分析方法为了准确评估焊接接头中的金属间化合物,需要采用适当的分析方法。

以下是常用的金属间化合物分析方法:1. 金相显微镜观察:通过金相显微镜观察焊接接头的横截面,可以清晰地分辨金属间化合物与母材的区别。

2. X射线衍射:利用X射线衍射技术可以得出金属间化合物的晶体结构以及其相对含量。

3. 扫描电子显微镜(SEM-EDS):结合扫描电子显微镜和能谱分析技术,可以获得金属间化合物的形貌和元素组成。

金属间化合物

金属间化合物
的晶体结构
金属间化合物的晶体结构可以用来表示它们的化学结构,它们的晶体结构有三种主要形式:非晶结构、六方晶结构和八方晶结构。

非晶结构是最常见的金属间化合物晶体结构,它们包括金属离子和非金属离子,金属离子与非金属离子在空间上分布均匀,没有任何特定的排列结构。

六方晶结构是金属间化合物的另一种晶体结构,它们的特点是金属离子和非金属离子按照一定的排列模式分布,金属离子和非金属离子之间形成六边形的六方晶结构。

八方晶结构是一种特殊的金属间化合物晶体结构,它们的特点是金属离子和非金属离子按照一定的排列模式分布,金属离子和非金属离子之间形成八边形的八方晶结构。

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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。

(6)W、Si、Nb,这类合金元素可以提高合金的组织稳定性。

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