摘要：借助自主设计的高活性合金熔体落滴法润湿角测量装置,对纯钛熔体与ZrO2(CaO)陶瓷铸型材料之间的润湿性和界面相互作用进行了研究,并借助SEM和EPMA等分析测试手段,对界面处垂直于界面方向的液/固截面的组织形貌和元素分布进行了分析。结果表明,钛熔体与ZrO2(CaO)在界面处发生了一定程度的化学反应,但界面化学反应不剧烈,钛熔体在ZrO2(CaO)陶瓷材料上不润湿,润湿角为103°,利用液/固界面处化学反应引起的体系总的自由能变化解释了界面化学反应对界面润湿性的影响。

摘要：钛合金因其优异的综合性能,如比强度高、耐热性强、耐腐蚀性能优异、低温性能好等特点,而被应用在航天、航空、航海等诸多领域,然而钛合金的高成本严重制约了其大规模的使用。本文以综合性能最好、使用最广泛的Ti-6Al-4V合金为基础,在使用廉价合金元素代替昂贵合金元素的思路下,设计了几组V、Fe元素含量不同的Ti-Al-V-Fe合金。借助稳定系数Kβ,分析钛合金中β相的稳定程度和β稳定元素的作用,通过理论推导的方法建立了合金淬火态和退火态的β元素临界晶胞系数的计算模型,并在此基础上确立了α相与β相的体积分数的计算方法,从而实现了对Ti-Al-V-Fe合金中相体积分数的理论计算。本文以Ti-6Al-3V-1Fe合金为例,首先对合金内α相与β相的体积分数分别做了理论计算,继而利用真空非自耗电弧熔炼炉制备了Ti-6Al-3V-1Fe合金的铸锭,取样并进行热处理,最终利用X射线衍射法测定了Ti-6Al-3V-1Fe合金淬火态和退火态α相与β相的实际体积分数。对比发现,实验测定的结果与理论计算的结果较为吻合,说明建立的模型用于预测α相与β相两相的体积分数是切实可行的。

摘要：运用直接差分方法,建立了感应凝壳熔炼温度场计算模型,并在此基础上模拟计算了熔炼Ti5Al25Sn合金时坩埚内温度变化。提出了合理的功率进给方式。研究了炉料和熔炼功率对熔体最终温度和出液量的影响。优化了熔炼工艺参数,为实际熔炼提供了理论指导。

摘要：利用金属型底浇式真空吸铸技术和添加合金元素获得TiAl基合金薄板,观察并研究薄板热处理前后的组织。结果表明,在金属型强制冷却和添加合金元素的共同作用下,利用金属型底浇式真空吸铸技术获得的TiAl基合金薄板件铸态组织细小、致密。其中Ti-47Al-5Nb-0.5Si和Ti-47Al-2W-0.5Si合金的铸态平均晶粒多在20μm左右,但是,铸态组织的片层组织不均匀,且在组织内部存在较大的偏析。将试样加热到1300℃,保温5 h,随炉冷却热处理后,TiAl基合金薄板的铸态组织有所长大,但是片层更加平整稳定,偏析也明显得到改善。

摘要：氢分离金属膜是目前备受关注的一种用于氢气提纯的功能材料.为了获得综合性能优异且价格低廉的氢分离金属膜,本文借鉴"多相构成、功能分担"的设计理念,通过非自耗电弧熔炼炉制备合金,采用XRD、扫描电子显微镜等手段研究合金相组成及微观组织,采用课题组自主设计的仪器设备在不同温度和压力下进行氢溶解和氢渗透实验,开发了具有双相结构的新型Cu-V-Cr氢分离合金.结果发现:该合金微观组织中的bcc-(V)固溶体相起渗氢作用,是氢的主要扩散通道;而组织中的fcc-(Cu)固溶体相起提高塑性作用.合金化元素Cr主要固溶在bcc-(V)中,显著降低合金的氢溶解能力,大幅度提高抗氢脆性能,但同时也降低合金的氢扩散系数和渗氢性能.实验表明,具有双相结构的Cu-V-Cr氢分离合金有望达到氢溶解、扩散和渗透性能的良好匹配,从而同时实现优异的氢渗透性能与抗氢脆性能.

摘要：应用所设计的阶梯铸件的铸型 ,以及钨铼热电偶和由ADAM系列A/D数据采集及转换模块构成的计算机多通道温度数据采集处理系统 ,对Ti- 15 - 3合金凝固冷却温度变化进行了实验测试与数据处理 .测试了合金的浇注温度 ,液相线温度和固相线温度 ,得出合金的凝固温度区间为 71℃ .对合金阶梯铸件的补缩冒口进行宏观形貌观察表明 :Ti- 15 - 3高强钛合金的凝固呈集中补缩的特征 ,且孔洞内表面光滑 .凝固组织观察表明 :由于受金属铸型内壁激冷作用和铸件尺寸较小的影响 ,合金在接近铸型内壁或铸件尺寸较小部位处的铸态晶粒组织较细小 。

摘要：通过对真空非自耗电弧炉制备的Nb-16Si-22Ti-2Cr-2Al-2Hf-xFe(x=0, 1,2, 3, 5, at%) 5种铌硅合金的热变形行为进行探索和研究,分别绘制了5种铌硅合金的热加工图,并分析了不同变形参数下合金显微组织的变化,确定了各合金的最佳变形工艺范围,为后续铌硅合金的设计及热加工研究提供了理论依据。合金耗散效率因子η的最大值出现在低应变速率及高温区域;最小值则出现在低温和高应变速率区域。不同Fe含量合金的热加工图中均存在失稳变形区,主要分布区域与低耗散效率因子区重合,同时,失稳区晶粒明显拉长,晶界出现弯曲扭折现象,晶粒大小分布不均匀,发生了局部塑性流动。稳定变形区存在链状的动态再结晶组织,细小的再结晶晶粒沿晶界分布,随着变形温度的升高和应变速率的降低,动态再结晶晶粒的尺寸增大。

摘要：The nominal Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V alloy was newly designed and prepared by vacuum consumable melting technique with the ingot sizes of d225 mm×320 mm. The results show that the average lamella colony size is 780-1830 μm. This as-cast alloy has a modified near lamellar(M-NL) structure that is composed of mainly larger(α2+γ) lamella colonies and smaller(B2+equiaxed γ) blocky morphology. It exhibits the moderate tensile properties at room temperature, in which the Region(5) yields the ultimate tensile strength(UTS) about 499 MPa and the elongation about 0.53%. The obvious brittle fracture characteristics and trans-granular interlamellar fracture are the predominant modes. After room temperature tensile testing, there are some <101] and a few 1/2<112] superdislocations in the γ phase. The as-cast microcrack is the main factor to deteriorate the tensile property, which results in the premature fracture, poor ductility and few dislocations. The addition of Nb, Cr and V can decrease stacking fault energy(SFE) obviously, which is helpful to enhancing the ductility of the alloy.

摘要：To improve the power efficiency and optimize the configuration of cold crucible using for continuous melting and directional solidification （DS）, based on experimental verification, 3D finite element （FE） models with various configuration-elements were developed to investigate the magnetic field in cold crucible. Magnetic flux density （B） was measured and calculated under different configuration parameters. These parameters include the inner diameter （D2）, the slit width （d）, the thickness of crucible wall, the section shape of the slit and the shield ring. The results show that the magnetic flux density in z direction （Bz） both at the slit and at the midpoint of segment will increase with the decrease of D2 or with the increase of the width of the slit and the section area of wedge slit or removing the shield ring. In addition, there is a worst wall thickness that can induce the minimum Bz for a cold crucible with a certain outer diameter.

摘要：设计了4种成分的低成本Ti-Al-V-Fe合金,通过真空非自耗电弧熔炼及热处理得到成分较为均匀的(α+β)钛合金铸锭,并利用扫描电镜、拉伸试验机、数显硬度计等手段研究了不同Fe和V含量的低成本钛合金的微观组织与力学性能。结果表明,不同成分钛合金的组织差异不明显,多为粗大柱状晶,显微组织为魏氏组织和网篮状组织;随着Fe和V含量增加,其屈服强度和抗拉强度随之增大,其中Fe比V的强化效果更明显;当Fe含量升高时,钛合金伸长率降低程度明显严重,Fe含量过高会使晶格畸变过大引起相的脆化;V对钛合金组织细化作用明显,当V含量增加时钛合金伸长率略有提高。