燕云程
,
康永旺
,
宋尽霞
,
丁宏升
材料导报
主要论述水冷铜坩埚内的Czochralski定向凝固、电子束定向凝固、光悬浮定向凝固、整体定向凝固和电磁冷坩埚定向凝固5种定向凝固的基本原理,优缺点以及研究定向凝固Nb-Si基超高温合金所取得的进展.现阶段,基本不用Czochralski定向凝固和电子束定向凝固研究Nb-Si基超高温合金了;到目前为止,光悬浮定向凝固是制备研究Nb-Si基超高温合金的主要手段;整体定向凝固制备的Nb-Si基超高温合金的断裂韧性已达20 MPa·m1/2左右;电磁冷坩埚定向凝固制备的Nb-Si基超高温合金的高温拉伸强度已达200 MPa (1250℃).
关键词:
Nb-Si基超高温合金
,
Czochralski定向凝固
,
电子束定向凝固
,
光悬浮定向凝固
,
整体定向凝固
,
电磁冷坩埚定向凝固
丁宏升
,
燕云程
,
康永旺
,
宋尽霞
,
陈瑞润
,
郭景杰
稀有金属材料与工程
用电磁冷坩埚定向凝固制备了Nb-24Ti-12Si-4Cr-4Al-2Hf (at％)合金.X射线衍射分析(XRD)表明初始生长区和稳态生长区内的物相均为Nbss,β-Nb5Si3和γ-Nb5Si3.通过透射电镜明场像(BFI)和选区电子衍射斑点分析(SADP)确定呈六边形小平面相的硅化物是γ-Nb5Si3,条状或片状形态的硅化物是β-Nb5Si3.扫描电子显微镜照片(BEI)表明:初始生长区和稳态生长区内的组织均由初生的Nbss和Nbss/Nb5Si3共晶组成,其中共晶分为Nbss/β-Nb5Si3和Nbss/γ-Nb5Si3;初始生长区的横截面组织存在2种形态的胞状共晶;稳态生长区的横截面组织存在3种形态的胞状共晶;与初始生长区内的组织相比,稳态生长区内的组织较为细小且分布均匀;y-Nb5Si3的生长在稳态生长区内受到抑制.
关键词:
电磁冷坩埚定向凝固
,
β-Nb5Si3
,
γ-Nb5Si3
,
小平面相
,
胞状共晶
康永旺
,
曲士昱
,
宋尽霞
,
袁华
,
韩雅芳
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.04.001
采用电子束熔炼对Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf多元合金进行重熔,研究合金锭成分与组织的均匀性以及合金的硬度、室温断裂韧性、高温抗压性能.结果表明:电子束熔炼易导致合金元素的挥发损失,使得合金锭的成分不均匀;高的冷却速度有助于细小、均匀的等轴组织形成,其中硅化物相的显微硬度HV约为1100,是Nb固溶体相的3倍左右;电子束熔炼Nb-Si系多元合金的室温断裂韧性(KQ)约为10.3MPa·m1/2;在1250℃的抗压强度约为426.3MPa,且具有一定的高温塑性.
关键词:
Nb-Si系多元合金
,
电子束熔炼
,
显微组织
,
显微硬度
,
断裂韧性
,
压缩性能
康永旺
,
曲士昱
,
宋尽霞
,
韩雅芳
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2008.05.002
采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-22Ti-12Si三元以及三种不同V,Al含量的Nb.Ti-Si-V-Al五元Nb-Si合金,研究了四种合金铸态显微组织和1250℃的抗氧化性能.结果表明:V,Al的加入促进了反应Nb3Si→Nb Nb+Nb5Si3,使合金相组成由Nb +Nb3Si转变成为Nb +Nb5Si3,从而增加了合金中Nb相体积分数;合金的抗氧化性能随V,Al含量的增加而提高;V,Al的加入使合金氧化皮结构发生了转变,生成了较为致密的氧化皮,降低了合金的氧化速率,减少了合金氧化皮的剥落和金属氧化损失量.Nb-21.9 Ti-11.9Si-4.4V-4.1Al经过1250℃/50h氧化后金属损失厚度仅为0.1mm.
关键词:
Nb-Si系合金
,
超高温结构材料
,
金属间化合物
,
显微组织
,
抗氧化性能
康永旺
,
曲士昱
,
宋尽霞
,
韩雅芳
金属学报
采用光学悬浮晶体生长炉制备了Nb--Ti--Si--Cr--Al--Hf六元体系原位复合材料试棒,
并对其定向微观组织、压缩性能和抗氧化性能进行了研究.
结果表明: 定向复合材料主要由Nb固溶体和β-Nb5Si3相组成, 低的生长速率
有助于定向组织的形成. 力学性能测试表明, 良好的定向组织有助于提高材料的抗压性能, 以
6 mm/h生长的定向凝固试样在1250 ℃的抗压强度约为396 MPa;
定向生长速率对复合材料的抗氧化性能没有太大影响,
其氧化动力学接近直线规律,
观察到严重的内氧化现象, 抗氧化能力无明显改善.
关键词:
Nb--Si系原位复合材料
,
null
,
null
康永旺
,
曲士昱
,
宋尽霞
,
韩雅芳
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.05.016
采用光学悬浮晶体生长炉制备了Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf六元体系原位复合材料试棒,并对其定向微观组织、压缩性能和抗氧化性能进行了研究.结果表明:定向复合材料主要由Nb固溶体和β-Nb5Si3相组成,低的生长速率有助于定向组织的形成.力学性能测试表明,良好的定向组织有助于提高材料的抗压性能,以6 mm/h生长的定向凝固试样在1250 ℃的抗压强度约为396 MPa;定向生长速率对复合材料的抗氧化性能没有太大影响,其氧化动力学接近直线规律,观察到严重的内氧化现象,抗氧化能力无明显改善.
关键词:
Nb-Si系原位复合材料
,
定向凝固
,
显微组织
,
压缩性能
,
抗氧化性能
燕云程
,
丁宏升
,
宋尽霞
,
康永旺
,
陈瑞润
,
郭景杰
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2013.00835
采用电磁冷坩埚定向凝固技术研究了加热功率、抽拉速率和保温时间对Nb-22Ti-16Si-3Cr-3Al-2Hf(原子分数,％)合金固液界面的影响.采用正交实验制备合金试样结果表明,延长保温时间、减小抽拉速率和提高加热功率有利于保持固液界面的宏观形态为平界面.随着抽拉速率的增加,初生Nb固溶体(Nbss)一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距逐渐减小;随着加热功率的增加,初生Nbss一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距逐渐增加;随着保温时间的延长,初生Nbss一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距先增大后减小.增大抽拉速率、减小加热功率和缩短保温时间有利于一次枝晶臂间距和二次枝晶臂间距的细化.
关键词:
电磁冷坩埚定向凝固
,
失稳度
,
固液界面
,
工艺参数
,
一次枝晶臂间距
,
二次枝晶臂间距
郭丰伟
,
康永旺
,
肖程波
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.10.002
采用真空非自耗电弧熔炼制备添加稀土元素的 Nb‐20Ti‐16Si‐3Al‐3Cr‐2Hf合金纽扣锭，稀土元素为不同含量的Sm ，La ，Tb。对铸态合金进行微观组织分析和室温断裂韧度测试。结果表明：合金主要由（Nb ，Ti）相与 Nb5 Si3相组成，不同部位存在多种微观组织，粗大的两相组织存在宏观聚集现象；纽扣锭中普遍存在规则的共晶晶胞和以N b5 S i3相为核心的板条状晶胞；共晶晶胞中心为Nb5 Si3相和铌固溶体相Nbss组成的层片状组织，外围为粗大的“齿状”两相组织；板条状晶胞的N b5 S i3相核心保留了完整的平直界面和规则的棱角，晶胞外围主要由细小网状的硅化物和粗大的树枝状Nbss相组成。使用多元线性回归分析不同稀土含量与合金室温断裂韧度的关系，不同稀土含量的合金室温断裂韧度值分布在11～15MPa · m1／2之间，多元线性逐步回归分析后得到室温断裂韧度 Kq 与稀土含量（Sm ，La ，Tb）的关系为 Kq＝10．344＋6．896La＋2．993Sm。
关键词:
铌硅材料
,
稀土元素
,
微观组织
,
室温断裂韧度
