采用 CALPHAD 方法对Cr-Nb-Co 三元系进行相图热力学研究，获得了自洽的热力学计算参数。全面评估了Cr-Nb-Co三元体系的实验数据和前人报道的边际二元系热力学计算参数，调整了Cr-Nb 二元系的热力学计算参数，采用CALPHAD 方法优化了Cr-Nb-Co体系的相图，与实验数据相吻合。根据相图计算结果，得到了 Cr-Nb-Co体系的液相面投影图和希尔反应图[1]。Cr-Nb-Co 体系是WC-Co 硬质合金中的重要子体系。因此，对于WC-Co 硬质合金数据库的建立和后续一系列模拟工作，Cr-Nb-Co 体系的相图信息是必不可少的。...
2023-11-08 理论教育
而对富Cr 和富Nb 的Nb-Cr 合金体系，经Ni 合金化后，增韧效果进一步提高。Laves 相NbCr2 的本征脆性导致了室温韧性低，在受力状态下位错难以滑移产生塑性变形松弛应力，因而断裂大多是晶粒晶界破坏造成的。因此，Ni 代替Cr 有利于形成稳定性的Laves 相，降低体系的能量。图5-14NbCr2-5%Ni 合金的表面裂纹路径由上述分析可知，合金元素Ni 的加入提高了Laves 相NbCr2 材料的断裂韧性，其韧化机制有细化晶粒、原子替代、固溶强化及裂纹桥接、偏转等。...
2023-11-08 理论教育
Mo 和V 元素可有效地提高NbCr2 基化合物的高温压缩变形能力，并且略微降低了BDTT[28]。合金元素Al、Ni、Co、Fe 对所有成分合金的室温屈服强度和延性都没有产生显著影响。在1 000 °C 高温时，合金元素Re 显著提高含12%Nb和5.6%Nb 合金的屈服强度，其他合金元素则降低屈服强度，压缩实验的结果说明Re 是有效提高Cr-Nb 化合物力学性能的元素。合金化对Cr-NbCr2 屈服强度的影响主要有两个途径，一是增加Laves相的体积分数，二是对富Cr 相的固溶强化。...
2023-11-08 理论教育
Laves 相ZrCr2 具有作为储氢材料和高温结构材料的潜力而受到人们的关注，C15 型立方结构的Laves 相ZrCr2 化合物的空间群为Fd3m[3]。理想结构的AB2 型Laves 化合物的原子占据71%的单元晶胞体积。...
2023-11-08 理论教育
机械合金化是近年来材料工作者重视的一种制备技术，经过高能球磨的Nb-Cr合金粉末，参照Mechanical半经验模型理论[99]，建立了Nb-Cr系机械合金化过程的热力学模型，对Nb-Cr粉末进行热力学计算，并与实验结果进行了对比分析。2）Nb/2CrMA 热力学计算结果根据建立的热力学模型，分别计算了Nb/2Cr粉末不同状态的形成焓和自由能。如图1-6所示为高能球磨20 h后化学配比Nb-Cr粉末体的二次电子像及能谱。球磨时，Nb/2Cr粉末先以无序固溶体的形式存在，随着球...
2023-11-08 理论教育
从图5-1 中可见，原始Nb、Cr 和Ni 元素粉的衍射峰尖锐，在球磨过程中衍射峰开始宽化，强度也逐渐下降。这是因为Ni相对于Nb 和Cr 而言，属于延性金属，在机械合金化的过程中容易首先变形、断裂，并且固溶到Nb 或Cr 原子中，破坏Nb 及Cr 完整的晶格结构。从图5-3 中可以观察到机械合金化后的Nb-Cr-Ni 混合粉末有一定的团聚现象，这是由于受纳米微颗粒表面活性作用，机械合金化后的粉末形成带有若干弱连接界面的、尺寸较大的团聚体。...
2023-11-08 理论教育
1）密度及致密度块体材料的实际密度采用阿基米德法测量，称量在电子天平上进行，试样测量前要用酒精清洗干净并烘干。图3-2维氏硬度实验原理示意图材料的断裂韧性也采用维氏硬度压痕法测量，这是国际上常用的考察脆性材料断裂韧性的方法。...
2023-11-08 理论教育
C15 型立方结构的Laves 相TiCr2 化合物的空间群为Fd3m。合金化对Laves 相TiCr2 抗氧化的影响，作者已在其他文献[47]中总结。Laves 相Cr2 的剪切模量与NiAl 相近，而高于TiAl。...
2023-11-08 理论教育
图2-1Laves 相NbCr2 金属间化合物的X 射线衍射谱如图2-2 所示为根据X 射线衍射谱计算出的C15 结构NbCr2 的晶格常数，实线代表理论值，黑点表示经过计算得到的实验值。为了进一步分析Laves 相NbCr2 金属间化合物中的缺陷结构，采用排水法测量了试样的密度。图2-3Laves 相NbCr2 合金密度与成分的关系由于AB2 型Laves 相金属间化合物属于拓扑密排结构，在三种晶体结构中，每种晶体结构具有相同的基本堆垛单元。...
2023-11-08 理论教育
利用显微硬度仪研究了Laves 相NbCr2 化合物试样的显微硬度和断裂韧性等力学性能，其结果如图2-5 所示，虚线为化学计量比成分。所有试样都具有较好的断裂韧性，远大于熔铸工艺制备的Laves 相NbCr2 的断裂韧性1.5 MPa·m1/2[20]。总之，缺陷的存在对Laves 相NbCr2 合金的增韧有一定的效果。...
2023-11-08 理论教育
Mo 相对于Nb 和Cr 而言，属于脆性金属，在机械合金化的过程中不容易首先发生变形、断裂。从图6-2 中可以观察到机械合金化后的Nb-Cr-Mo 混合粉末有一定的团聚现象，这是由于受纳米微颗粒表面活性作用，机械合金化后的粉末形成带有若干弱连接界面的、尺寸较大的团聚体。图6-2Nb-Cr 原始粉末与球磨20 h 后成分E 的粉末形貌...
2023-11-08 理论教育
相图测定的目的就在于通过实验测定和观察来确定体系的成分、温度和相态之间的关系。相图测定的方法主要有动态法和静态法。静态法是通过研究合金或者扩散偶在平衡下的相成分等来测定相关系的方法。熔炼后未经均匀化退火的合金称为铸态合金，通过XRD、SEM、EPMA 等检测手段可观察该体系在特定成分点凝固的铸态组织，进而分析合金的初晶相及凝固路径，判断反应类型。...
2023-11-08 理论教育
将坩埚封入石英管后置于扩散炉中，设定控温程序反复加热样品，每次熔炼后将石英管倒置使坩埚内部的金属液充分流动而达到均匀。熔炼时，在中间的坩埚放置一个钛球，熔炼样品前先反复熔炼钛球数次，使钛球充分吸收炉腔内的氧气，进一步降低含氧量。熔炼完成后，需要对合金的质量损失和熔炼质量进行评估，以检验样品是否严重偏离设计成分以及样品是否均匀并形成合金。将熔炼后样品切开观察样品内部是否存在未熔化的组元或宏观的偏析。...
2023-11-08 理论教育
C15 型立方结构的Laves 相TaCr2 化合物的空间群为Fd3m[3]。不过目前还没有获悉TaCr2 弹性模量和层错能的实验数据。合金化对Laves 相TaCr2 抗氧化能力的影响，作者已在文献[47]中总结。...
2023-11-08 理论教育
对于固态合金一般忽略压力的影响，要求某一成分的合金达到特定温度的平衡状态。式中，D 表示扩散系数，D0 表示扩散常数，Q 表示扩散激活能。均匀化退火温度升高，元素的扩散系数急剧升高，扩散过程大大加快。另外，扩散系数还和元素本身有关，一些元素在扩散系统中扩散常数小，扩散激活能大，则其扩散系数小，需要很长时间的均匀化退火才能保证均匀化。退火后，合金样品将在后续的检测中判断是否达到平衡状态。...
2023-11-08 理论教育
合金元素对缺陷的影响。在NbCr2 中加入合金元素，可以改变Laves 相或第二相的电子浓度及分布、晶格常数，形成空位缺陷，导致晶格畸变，改变堆垛层错能和位错形态等，从而改变Laves 相或第二相的化合键特性和位错运动阻力。合金元素对相变及相稳定性的影响。合金元素V 能够宽化C15 Laves 相区，加入含量超过30%时，形成三元C15Nb2 相[26]。...
2023-11-08 理论教育