【精品】新型高温结构材料

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1、新型高温结构材料一金属间化合物***vizvizslzvizvizslzkL^kL^xl>xTszThzt%zlszjszTszTszTszTsxTsxTsx?sxTsxTsXjSxTsz?sxTsxTsz?szlsZT%zjszlsxTsxTszTsxTsz?sztsxTsxTsxTsxTszTs摘要••介绍了金属问化合物的特性，日本、美国在开发金属间化合物高温结构，材料方面所采取的措施；论述了金属问化合物作为结构材料还有待进一步改善；3个主要性能

2、指标（室温延性、高温强度和杭氧化性）及其影响因索；讨论了制备工艺对；材料微观组织和力学性能的影响，在此基础上指出了金属间化合物的主要研究与发展方向。夫键塚:高温结构材料金属间化合物性能制备引言:1高温金属间化合物特性与研究状况随着工业的发展•特别是向高性能和高效率方向发展，人们对所用的材料提出了越来越高的要求,常规材料一种相继达到使用极限。钛基合金和镰基合金是两类主要的高温结构材料•通过50多年的发展•钛基合金使用温度达到600°C,比重只有4.5g/crrio1高温金属间化合物特性与研究状况随着工业的发展，特别是向高性能和高效率方

3、向发展，人们对所用的材料提出了越来越高的要求，常规材料种种相继达到使用极限。钦基合金和镰基合金是两类主要的高温结构材料，通过50多年的发展，钦基合金使用温度达到600°C,比重只有459/cm3o银基合金使用温度高达110°C,但其比重大于8.39/om3O航空航天工业的发展要求未来的材料既具有更高水平的综合力学性能，还要求其有较低的比重。金属间化合物是一类极具潜力的新型高温结构材料，它具有比重轻、抗高温、耐氧化等突出优点，研究这类材料使其达到实际应用水平是目前材料学中一个非常活跃的领域。冃前开发的金属间化合物按其组成可分为4类，它

4、们分别是Ti-AI、Ni-AT、Nb-Al及硅化物。这些化合物中，铝和硅的含量都很高。因铝和硅原子的原子质量数小，半径乂比较大.因而使得它们的比重都比较小，加上铝和硅都易形成致密的氧化膜，使得它们具有耐氧化的优点。止因为它们具有一系列的优点.这些化合物在航天航空、汽车和化学工业在日本，自1962年第一篇关于金属间化合物的论文发表以来，对它的研究稳步增长，论文数逐年增多。在日本金属学会和日本钢铁学会的年会上，均专门设立了金属间化合物专题。日本的《未来工业基础技术研究和开发计划》把它列为9大新目标材料之一。计划用6年时间，即在1997年

5、以前为它的实际应用作好准备。在美国，主要是为了适用于航空工业，金属间化合的研究开发得红红火火。美国科学家正在分阶段地、扎扎实实地建立金属间化合物的生产和维护整套技术。TIAI和Ti3AI研究工作尤为迅速。目前国际上每年也定期举行关于高温金属间化合物的专题学术会议。比较有影响的定期学术会议主要是美国的MRS会议。在MRS秋季会上，每两年举办一次高温有序金属间化合物合金研讨会，目前已举办了5届。此外，中国、日本、英国和法国也先后举办了金属间化合物国际讨论会。美国把金属间化合物的研究分四个阶段来进行。第一阶段，主要是研究发现某些金属间化合

6、物的引人的特性，接着做•些重要的工程化方而的研究工作，从而建立起大概的微观结构一力学性能的关系。虽然合金的成分和工艺流程不一定最佳，在今后还有待改进，但熔炼的基本工艺过程已确定。不尽人意的是先前的某些研究过分地集中在金属间化合物的延性和强度这两种性能上。这使得材料的综合性能提高的水平不大。这一阶段是最关键的一步，只有这一步走好了，才不会误导以后的对新材料的研究，因为只有在理论和研究方案的指导下人们才能获得理想的微观结构，从而得到一种理想的新材料。直到现在，大部分研究工作仍处于这一阶段。第二阶段是开始设计新材料的工作，这一阶段的重点是

7、建立一个最佳的材料各种性能平衡。通过设计得到大量的数据，这些数据对金属间化合物的开发与生产有很大的用处。在这一阶段，研究工作者开始把这种新材料看成是一门工程技术。第三阶段是进行工程实践检验。这主要是为了给设计者提供有关材料的缺陷和工作寿命等方面的数据，这些都是实验室里很难得到的。目前最大的不足是这些检验的周期很长。从事研究工作的人员大多只能完成到两个周期。因此，缩短周期势在必行。最后一个阶段主要是建立整个力学性能特征的数据库，它不但要求有正常工作时的数据，还要求有修理、镀层、环境影响方面的数据。有了这种数据库，就像使用常规材料一样，

8、在设计、生产、维修时有手册和资料可参考。至1994年，几乎所有金属间化合物在航天航空工业上应用的研究工作还处在第一阶段，只有Ti3AT基合金例外。通过20年的努力，对Ti3AI基合金已经进行工程检验，正向工程所要求的标准靠近。市于它独