免费论文摘要：定向凝结超高温Nbss/Nb5Si3微叠层自生复合资料接洽

Nb-Si基合金具备高熔点、低密度以及崇高的归纳本能，其目的运用温度比Ni基高温合金普及200~300℃，希望用来在1200~1500℃处事的燃气涡轮发效果叶片等热端元件，对普及动力运用功效意旨宏大。本文华用定向凝结方法治备了Nbss-Nb5Si3微叠层自生复合资料，领会了凝结和热处置工艺对直观和微观构造样式的感化；接洽了Nbss和Nb5Si3两相界面特性以及在各别凝结工艺和热处置前提下两相晶体取向的演化顺序；计划了定向凝结合金晶粒尺寸和片层界面牵制对力学本能的感化，为研制超高温Nbss-Nb5Si3自生微叠层复合资料奠定普通。 定向凝结Nb-17Si-10Mo-3Al合金由Nbss和Nb5Si3两相构成。当籽晶棒回旋时，直观构造看得见晶粒，微观构造沿试棒重心向边际表露鲜明的径向变革，从初生球状Nbss和准则的片层构造渐渐变化成凌乱的碎块状构造。而当籽晶棒不回旋时，直观构造看到杰出的液固界面和散发成长的晶粒，当抽拉速率是3和5mm/h时，获得了准则片层构造；当抽拉速率是1mm/h时，片层构造蜕化，Nbss目标于连成搜集状；当抽拉速率是10mm/h时，既获得了具备片层构造的柱状晶，也获得了胞状晶，证明跟着抽拉速率的减少，因素过冷目标增大，液固界面由平界面向胞状界面变化。抽拉速率（v）和片层间距（）之间好像满意2v=170 m2mm/h。在正文试验前提下，籽晶棒不回旋及符合的抽拉速率是制备准则片层构造的要害，而料棒的回旋速率和温度梯度的变革对维持构造准则成长感化不大。 Nbss-Nb5Si3属于非小平面/小平面共晶，与典范的非小平面/小平面共晶Al-Si合金具备一致的成长特性。Nb的融化熵（S）为9.6 J/(mol∙K)，是典范的非小平面相；热力学计划表白Nb5Si3的S值介于14.1和23.2 J/(mol∙K)之间，S/R值介于1.7和2.8之间，初生Nb5Si3相具备棱角的边境，是小平面相。初生的Nbss与共晶Nbss的晶体取向无干，而共晶胞以初生的Nb5Si3相为中心成长。 Nbss-Nb5Si3 片层构造在1600°C具备崇高的高温宁静性。在1600°C长功夫热处置前提下，片层构造没有爆发鲜明变革；在1800°C热处置10h时，片层构造爆发蜕化，片层间距减少到约10m；在热处置30h后，构造爆发鲜明粗化和球化，片层间距进一步减少到约20m。Nb5Si3相过程热处剪发生同素异构相变，当热处置温度即是或低于1700°C时获得了Nb5Si3；当热处置温度为1750°C、保鲜10h时，Nb5Si3和Nb5Si3并存；当热处置温度为1800°C、保鲜10h时，获得了Nb5Si3。 凝结前提目标于感化非小平面相Nbss的晶体取向特性，Nb5Si3的同素异构相变不妨变换其晶体取向特性。在电弧熔炼Nb-18Si-10Mo合金中，Nbss在每个共晶胞中晶体取向各别，这证明Nbss在每个共晶胞中是独力形核的；Nb5Si3在对立较大地区内具备沟通晶体取向，而且具备[001]的选择优秀者成长目标。在定向凝结Nb-17Si-10Mo-3Al合金中，当抽拉速率是5mm/h，籽晶棒不回旋时，在每个共晶晶粒中，Nbss和Nb5Si3都具备独一晶体取向，而且它们之间满意恒定的取向联系：两相界面//{112}Nbss//{100}Nb5Si3，成长目标//Nbss//Nb5Si3，而且晶粒尺寸为mm级。回旋籽晶棒大概减少抽拉速率妨害了共晶的宁静成长，减小Nbss晶粒的尺寸到100m以次。其余过程热处置，Nb5Si3相三个同素异构体之间彼此变化，但它们之间没有恒定的取向联系，经过同素异构相变Nb5Si3晶粒尺寸减小了，过程三次轮回热处置后Nb5Si3晶粒尺寸减小到约200 m。 晶粒尺寸越小，断口外表越震动，断裂韧性越高。电弧熔炼Nb-18Si-10Mo合金的Nbss晶粒较小，断裂韧性是8.6MPa 。对于抽拉速率是5mm/h的定向凝结Nb-18Si-10Mo合金，当籽晶棒不回旋，共晶晶粒较大，断裂韧性是7.8MPa ；当籽晶棒回旋时，其Nbss晶粒较渺小，断裂韧性是9.2MPa ；当合金过程三次轮回热处置后，其Nb5Si3晶粒较渺小，断裂韧性是5.8 MPa ，断裂韧性贬低是因为热处置进程中渗透的C、O亚原子脆化了Nbss相。 Nbss-Nb5Si3片层界面牵制很强。创造了计划片层构造的规范断裂功（）的模子，Nbss-Nb5Si3片层构造的值介于0.1和0.4之间，在三点委曲试验的断口外表，Nbss和Nb5Si3贯穿精细，之上计划和试验截止都证明片层界面具备较高强度。减少Nbss韧性大概减小片层界面强度利于于界面辨别和裂纹偏折，在定向凝结+热处置Nb-17Si-10Mo-0.1Ga合金中查看到了小批的片层界面辨别局面，这主假如因为热处置减小了Nbss的硬度所致。定向凝结Nb-17Si-10Mo-3Al合金密度为7.85g/mm3，在1250°C和1350°C的最大收缩强度辨别是620MPa和520MPa，具备较高的比强度。

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