微量元素(Hf/Ta/Nb)添加对近α-Ti合金高温抗氧化性能的影响

中国有色金属学报, 2016, 26(10): 2086-2092.

微量元素(Hf/Ta/Nb)添加对近α-Ti合金高温抗氧化性能的影响

车晋达 ^1, , 姜贝贝 ^2, , 王清 ^3, , 张瑞谦 ^4, , 唐睿 ^5, , 陈国清 ^6, , 董闯 ^7,

1.大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室&材料科学与工程学院,大连,116024

2.大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室&材料科学与工程学院,大连,116024

3.大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室&材料科学与工程学院,大连,116024

4.中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室,成都,610213

5.中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室,成都,610213

6.大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室&材料科学与工程学院,大连,116024

7.大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室&材料科学与工程学院,大连,116024

基金项目: 辽宁省自然科学基金资助项目(2015020202)Projects(51171035,51131002) supported by the National Natural Science Foundation of China 国家国际科技合作专项(2015DFR60370) Project(2015020202) supported by the Natural Science Foundation of Liaoning Province of China 国家自然科学基金资助项目(51171035,51131002) Project(2015DFR60370) supported by the National Science and Technology Cooperation of China

关键词：近α-Ti合金 , 成分设计 , 微量合金化 , 高温氧化

Effects of minor Hf/Ta/Nb additions on high-temperature oxidation-resistant properties of near α-Ti alloys

Keywords： near α-Ti alloys , composition design , minor alloying , high-temperature oxidation

利用“团簇加连接原子”结构模型解析典型高温近α-Ti合金Ti 1100成分,进而在此基础上添加Hf、Ta和Nb元素进行合金化,形成成分通式[Al-(Ti13.7(Zr/Hf)0.3)](Al0.69Sn0.18Si0.12(Mo/Ta/Nb)0.03).合金组织结构分析和高温抗氧化性结果表明:Hf元素的添加并未改变合金的结构和组织,在此基础上,不同配比的Ta和Nb替代Mo时合金由片层转变β组织转变为等轴α组织;系列合金在800℃下,Hf替代Zr后合金的抗氧化能力显著提高,Ta和Nb进一步合金化后合金的抗氧化能力进一步增强,其100 h后的氧化质量增加约为(2.2±0.2) mg/cm2.

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