郭喜平
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.02.03
Nb-Si基超高温合金具有高熔点、适中的密度、良好的高低温力学性能等特征,有潜力应用于1 200～1 450℃高温,但其抗氧化性能较差.综述了该合金的成分特点、制备方法、特别是其抗氧化硅化物渗层的制备方法、组织特点及其氧化行为.重点介绍了该合金的整体定向凝固方法及其组织特点.开发了Al,Y,Cr,B,Ce,Zr,Ge等单元以及多元联合改性的NbSi2基硅化物涂层体系,其中多种涂层体系经1 250～1 350℃恒温氧化100～200 h或1 250℃～室温循环氧化100次后仍对基体合金具有优异的保护能力.其中最具有代表性的是采用Si-Al-Y2O3包埋共渗在Nb-Si基超高温合金表面制备的Y,Al二元联合改性硅化物渗层.Al对渗层氧化行为的改性体现于对氧化膜组织结构的影响,即合适的Al含量可促使在渗层(Nb,X)Si2外层的表面优先生成SiO2,从而形成以SiO2·Al2O3为主的致密氧化膜.
关键词:
Nb-Si基超高温合金
,
合金化
,
制备技术
,
抗氧化渗层
,
改性硅化物
,
包埋共渗
,
Al
,
定向凝固
张松
,
郭喜平
稀有金属材料与工程
采用真空非自耗电弧熔炼的方法制备了4种名义成分为Nb-22Ti-16Si-3Cr-3Al-xHf(x=0,2,4,8,at％)的合金,并于1450℃保温50 h进行了均匀化处理,研究Hf含量对Nb-Si基超高温合金电弧熔炼态及热处理后组织的影响.结果表明:不含Hf的合金的组织主要由初生α(Nb,X)5Si3,Nbss枝晶以及2种共晶(即Nbss/α(Nb,X)5Si3和Nbss/γ(Nb,X)5Si3)构成;加入2 at％ Hf,促进了初生γ(Nb,X)5Si3的形成并增加了Nbss/γ(Nb,X)5Si3共晶的含量;当Hf含量增加至4 at％和8 at％时,α(Nb,X)5Si3的形成受到完全抑制,合金中的硅化物仅以γ(Nb,X)5Si3的形式存在.经1450℃/50 h热处理后,原电弧熔炼态的Nbss枝晶与典型的共晶组织形貌基本消失,合金的组织均匀分布.对Hf含量为0 at％和2 at％的合金来说,热处理后的相组成没有发生改变,但α(Nb,X)5Si3的含量减少;而对Hf含量为4 at％和8 at％的合金来说,热处理后Cr2NbLaves相消失,且在后一种合金中还观察到少量棒状的(Nb,X)3Si相.
关键词:
Nb-Si基超高温合金
,
电弧熔炼
,
热处理
,
铌基固溶体
,
硅化物
王高举
,
郭喜平
稀有金属材料与工程
采用真空非自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Si基超高温合金,分析了Ti含量对合金组织及相成分的影响规律.结果表明,合金中Ti含量对初生(Nb,X)5Si3的晶型及其尺寸和含量有明显影响.当Ti含量较低时(0at％～10at％),初生硅化物为α-(Nb,X)5Si3;与未添加Ti的合金相比,含Ti合金的硅化物含量明显增加;当Ti含量为18at％～20at％时,初生硅化物为α-(Nb,X)5Si3和γ-(Nb,X)5Si3,但α-(Nb,X)5Si3的含量随着合金中Ti含量的增加而减少;当Ti含量为22at％～30at％时,初生硅化物仅为γ-(Nb,X)5Si3.随合金中Ti含量的增加,α-(Nb,X)5Si3的尺寸增大,但γ-(Nb,X)5Si3尺寸基本不变.Ti在Nbss和γ-(Nb,X)5Si3中的含量均随合金中Ti含量的增加而增加,但Ti在α-(Nb,X)5Si3中的含量较低且基本不随合金中Ti含量的增加而变化.
关键词:
Nb-Si基超高温合金
,
显微组织
,
相组成
,
电弧熔炼
