高丽梅
,
郭喜平
材料导报
从成分设计和性能(主要是室温断裂韧性、高温强度和高温抗氧化性)等方面综述了铌固溶体--铌硅化物基共晶自生复合材料(RMICs)的最新研究进展以及目前仍存在的问题.成分体系从二元向多元化发展,主要有Nb-Si、Nb-W-B-Si、Nb-Mo-Hf-Si、Nb-Ti-Cr-Al-Si、Nb-Mo-W-Ti-Si、Nb-Mo-W-Hf-C-Si等.该材料的室温断裂韧性接近40MPa·m1/2,蠕变强度达到180MPa(1773K/100h).通过合金化和涂层防护两种方法都可以改善材料的综合性能.
关键词:
高温结构材料
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Nb-Si合金
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成分设计
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韧性
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高温强度
,
高温抗氧化性
,
涂层
贾丽娜高明盖京如沙江波郑立静张虎
金属学报
用真空非自耗电弧熔炼制备了Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al母合金锭，用Y2O3坩埚真空感应熔炼对母合金锭重熔，浇入温度梯度约为4℃/mm、底部有铜板的Y2O3模壳，制备出Φ60mm×170mm合金锭。本文研究了铸锭冶金条件下合金组织特征及其与性能的关系，探讨了硅化物对室温抗拉强度和高温压缩性能的影响。结果表明，Nb-Si双相复合材料中两相的组织特征对冷却速率非常敏感，初生相的选择和相组成均与冷却速率有关。大的冷却速率容易导致生成Nb3Si相。随着冷却速率的减小，板条状Nb3Si相的体积分数逐渐减少，直至消失，初生相变成块状Nb5Si3；共晶组织含量明显增加，NbSS枝晶尺寸增大，尤其是二次枝晶臂尺寸增大。细小均匀的两相共晶组织有利于提高合金的室温拉伸性能，板条状初生Nb3Si相明显降低合金的室温拉伸性能，但有利于合金的高温压缩强度。当铸锭组织主要由细小共晶组成时，其抗拉强度为449MPa，相应的延伸率可以达到0.3%；当Nb3Si含量在50%，宽度在80μm且平行于压缩方向时，合金在1250℃高温压缩强度最高，为650MPa。
关键词:
Nb-Si合金
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null
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null
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null
,
null
贾丽娜
,
李小溅
,
沙江波
,
张虎
稀有金属材料与工程
采用光悬浮炉在氩气环境下制备了成分为Nb-14Si-22Ti-2Hf-2Al-4Cr的定向凝固试棒,研究了凝固工艺对合金相组成、组织形貌和高低温力学性能的影响,并与电弧熔炼态的合金进行了比较.结果表明,定向凝固试样相组成与电弧熔炼态相比没有发生变化,均由Nb基固溶体(Nb solid solution,Nbss)和Nb/Si化合物Nb5Si3组成,定向凝固合金Nbss呈枝晶状,硅化物呈板条状沿着生长方向分布.与电弧熔炼态相比,定向凝固速度为15和10 mm/h的合金在1250℃的抗压缩强度从电弧熔炼态的290 MPa分别提高到约442和493 MPa;15 mm/h的定向凝固后,合金的室温断裂韧性从电弧熔炼态的12 MPa·m1/2增加到15 MPa·m1/2.通过光悬浮定向凝固法制备的该合金具有优良的高低温力学性能.
关键词:
Nb-Si合金
,
定向凝固
,
组织
,
断裂韧性
,
高温压缩强度
贾丽娜
,
盖京茹
,
郑立静
,
沙江波
,
张虎
复合材料学报
用真空非自耗电弧熔炼法制备了Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al母合金锭,用Y2O3坩埚真空感应熔炼对母合金锭重熔,浇注在温度梯度约为4℃/mm的模壳里,制备出Φ60 mm×170 mm铸锭,研究了1500℃/100 h真空热处理后铸锭的组织特征对室温抗拉强度和高温压缩性能的影响。结果表明,真空感应熔炼Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al合金经过1500℃/100 h热处理后,合金锭的组成相为NbSS枝晶,Nb5Si3层片或不规则颗粒和残留Nb3Si块。块状Nb3Si的尺寸越大,发生完全共析转变需要的时间越长、温度越高。热处理合金锭的室温抗拉强度在208~355 MPa之间,室温延伸率变化不大,均小于0.3%。残留的粗大块状Nb3Si和热处理过程中析出的HfO2是导致合金锭拉伸性能较低的重要原因。合金锭的高温压缩强度受到组织中硅化物相含量的影响,压缩强度与硅化物含量成正比。
关键词:
Nb-Si合金
,
微观组织
,
感应熔炼
,
抗拉强度
,
高温压缩
贾丽娜
,
高明
,
盖京茹
,
郑立静
,
沙江波
,
张虎
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00434
用真空非自耗电弧熔炼制备了Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al母合金锭,用Y2O3坩埚真空感应熔炼对母合金锭重熔,浇入温度梯度约为4℃/mm,底部有铜板的Y2O3模壳,制备出直径60 mm,长170 mm的合金锭.考察了合金性能与组织特征的关系,探讨了硅化物对室温抗拉强度和高温压缩性能的影响.结果表明,Nb-Si双相复合材料中两相的组织特征对冷却速率非常敏感,初生相的选择和相组成均与冷却速率有关.大的冷却速率容易导致生成Nb3 Si相.随着冷却速率的减小,板条状Nb3Si相的体积分数逐渐减少,有消失的趋势,初生相将变成块状Nb5Si3;共晶组织含量明显增加,Nbss枝晶尺寸增大,尤其是二次枝晶臂尺寸增大.细小均匀的两相共晶组织有利于提高合金的室温拉伸性能,板条状初生Nb3Si相明显降低合金的室温拉伸性能,但适当数量、大小和形态的硅化物有利于提高合金的高温压缩强度.当铸锭由细小共晶组成时,其抗拉强度为449 MPa,相应的延伸率可以达到0.3%;当Nb3Si含量在50%,宽度在80μm且平行于压缩方向时,合金在1250℃的高温压缩强度最高,为650 MPa.
关键词:
Nb-Si合金
,
真空感应熔炼
,
微观组织
,
抗拉强度
,
高温压缩
