硼对Al-2.5wt％Cu合金腐蚀抗力的影响

借助于TEM和PTA研究了硼对Al-2.5wt％Cu合金腐蚀抗力的影响。结果表明,当该合金含有0.002wt％,0.004wt％和0.006wt％硼时,合金的腐蚀抗力大大增加。硼增加腐蚀抗力的机制是,硼的加入阻止了合金晶界上第二相颗粒的预先沉淀析出,而硼原子向晶界偏聚则是腐蚀抗力增加的重要原因。     

非平衡晶界偏聚和晶间脆性断裂的研究

扼要介绍作者近20年来在非平衡晶界偏聚和晶间脆性断裂理论研究方面的进展，涉及作者所提出的若干新概念、新模型的内容和理论意义，以及这些研究工作的科学背景.     

硼在奥氏体晶界的两种偏聚形式

用PTA方法研究了Fe-30％Ni合金中硼在晶界的偏聚行为。实验表明在550-1200℃保温后用不同方式冷却的试样中存在平衡与非平衡两类硼偏聚,它们各自的形成机制不同,试验条件对它们的影响不同。平衡偏聚在保温时形成,在低温区淬火时起主要作用。在高温加热后,用通常冷却速度淬火时,晶界偏聚主要来源于冷却过程中产生的非平衡偏聚,实际瘁火试样中观察到的硼偏聚是这两类偏聚的叠加。试验指出,Fe-30％Ni合金中偏聚方式有一个转折温度区,这温度受冷却速度影响,在通常冷却速度下,这个转折温度在650～750℃之间。     

硼分布对Ni_3Al晶界的影响

用径迹显微照相技术(PTA)和TEM研究了含0.065wt％B的Ni_3Al合金中的硼分布对其晶界的影响。研究表明,当该合金于700、850、1000℃保温并空冷时,存在硼的晶界偏聚,且偏聚量随着保温温度的升高而减少,保温温度为1000℃时,偏聚量很少;保温温度为700℃或850℃时,偏聚量较大。硼晶界偏聚对该合金晶界内聚力的提高起着关键作用,硼的偏聚量较大时,合金呈完全穿晶断裂;硼的偏聚量较少时,合金呈完全沿晶断裂。     

晶界滞弹性弛豫理论的现代进展

上世纪中期,人们通过扭摆试验测量内耗,发现晶界滞弹性弛豫峰．后来尽管很多学者提出了各种理论模型,但晶界滞弹性弛豫的微观机理仍然是不清楚的．最近,Xu根据弹性应力引起晶界溶质偏聚或贫化实验结果,提出了晶界滞弹性弛豫的微观机理是晶界吸收或发射空位,建立了晶界滞弹性弛豫的平衡方程和动力学方程,解析地表述了晶界滞弹性弛豫过程,并成功地阐明了普遍存在于金属中的中温脆性峰温度移动现象．本文将综述晶界滞弹性弛豫理论的这一现代发展．     

非平衡晶界偏聚动力学模型

在唯象理论范畴内,提出了一种非平衡晶界偏聚恒温动力学模型,讨论了冷却过程的等效时间概念。在此基础上,提出了一种计算冷却过程中非平衡晶界偏聚量的简单而又准确的方法。根据该方法,对Fe-30％Ni合金中的硼、Inconel 600中的铝、2.25％Cr-1％Mo钢中的铬和2.25％Cr-1％Mo钢中的锡进行了奥氏体晶界中非平衡偏聚量的理论计算。计算结果和实验测量数据基本一致。     

非平衡偏聚动力学理论

本文以空位和溶质原子形成复合体向晶界扩散为非平衡晶界偏聚的机制,得到了溶质原子非平衡晶界偏聚的热力学和恒温动力学关系式;推得了在连续冷却条件下,计算非平衡晶界偏聚量的公式。文中给出了这些关系式适用范围的判据。     

稀土在Ni_3Al中分布的STEM研究

采用STEM-ED研究了稀土在Ni_3Al奥氏体合金中的分布。结果表明,含有0.095wt％RE的Ni_3Al合金在450℃—480℃之间保温时,发现RE在奥氏体晶界有显著的偏聚。在950℃以上保温,晶界上没有发现RE的偏聚。同时,当Ni_2Al合金在550℃—650℃之间保温时,产生了含Ni、Al和RE的第二相均匀析出。     

一种确定空位—溶质原子复合体扩散系数的方法

本文提出了一种通过测定非平衡晶界偏聚临界时间确定空位-溶质原子复合体扩散系数的方法。按照这种方法,测出含硼Fe-30wt％Ni合金中空位-硼原子复合体的扩散系数D_v=1×10~(-5)exp(-0.94/KT)。与此同时,也确定出扩散距离公式X=2δ~(1/2)(Dt)~(1/2)中的扩散常数δ,对于上面提到的合金,其空位-硼原子复合体和硼原子的扩散常数δ=0.48。     

溶质非平衡晶界偏聚的临界时间

临界时间现象是非平衡晶界偏聚区别于平衡晶界偏聚的最基本特征．它的发现和提出是非平衡偏聚理论的重要进展．文中综述了临界时间现象的发生机理、公式推导、实验证实以及相关工程应用,并结合最新进展,讨论了临界时间现象在非平衡晶界偏聚理论中的地位以及今后在材料脆性预报中的重要应用．