免费论文：Cr含量和熔炼本领对Nb-Si-Ti-Al-Hf-Cr合金构造本能的感化

Nb-Si超高温合金具备熔点高、高温强度好、确定的室温韧性和较好的构造宁静性等特性，是宇航发效果叶片要害的候选资料之一，极具代替现有普遍运用的镍基合金动作将来发效果超高温元件资料的后劲。实行室温塑性、高温强度和抗氧化本能相配合是规范Nb-Si非金属间复合物基超高温合金运用的难点，也是连年来接洽的中心。现有材料表白，Si、Cr的含量同声激烈感化合金的高温强度、室温塑性和抗氧化本能，熔炼与成型本领激烈感化铸锭的完备性和构造特性。基于此，正文对准1150~1200℃的目的运用温度，采用了在此温度下具备杰出韧性的低Si的Nb-12Si-22Ti-2Al-2Hf-(2, 6, 10, 14, 17)Cr合金接洽了Cr含量对合金构造和本能的感化，采用在此温度下具备杰出抗氧化本能的高Si高Cr的Nb-16Si-22Ti-2Al-2Hf-17Cr合金接洽了熔炼本领对合金构造及本能的感化，截止表白：（1）Nb-12Si-22Ti-2Al-2Hf-xCr (x=2, 6, 10, 14, 17)合金，微观构造中含Nbss，硅化学物理（(Nb)3Si和（或）(Nb)5Si3相），和（或）NbCr2相。不管在铸态下仍旧在1375℃/100h的热处置后，低Cr合金中含(Nb)3Si相，随Cr含量的减少，合金中的硅化学物理(Nb)3Si渐渐变化为(Nb)5Si3，而且Cr含量高于10at.%时，展示Laves相NbCr2。随Cr含量的减少，热处置态合金构造中Nbss的体积分数在x=6时到达最大值72.1%，在Cr含量大于6at.% 时，Nbss的量随Cr含量的减少而缩小到45.9%。(Nb)5Si3相的体积分数由19.5%减少到37.5%；NbCr2展示后，其体积分数由1.8%减少到16.6%。（2）铸态和热处置状况下，Nb-12Si-22Ti-2Al-2Hf-xCr (x=2, 6, 10, 14, 17)合金的断裂韧性都跟着Cr含量的减少而贬低，同声热处置后合金的断裂韧性都有各别水平的普及。在热处置态，x=2时合金的韧性值为14.5MPa•m1/2，x=17时合金的韧性值为10MPa•m1/2。Cr含量高于6at.%时，1150℃下收缩强度随Cr含量的减少而减少，x=17时合金的最大收缩强度σmax为454MPa，而跟着尝试温度的升高，收缩强度随Cr含量的减少而赶快低沉。在1350℃下，x=2时合金强度最高，其σmax为153MPa。（3）由真空非自耗电弧熔炼、真空感触熔炼（熔炼工艺辨别为1700℃/10min和1800℃/15min + 0.1 at.% C掺杂）以及真空感触凝壳熔炼（磁浮熔炼）（熔炼工艺辨别为100kw/3min+120kw/1min、100kw/4min+140kw/1min和140kw/2min+160kw/3min）制备的Nb-16Si-22Ti-2Al-2Hf-17Cr铸锭，其微观构造含有沟通的三相：Nbss，(Nb)5Si3以及NbCr2相。感触凝壳熔炼的铸锭构造最细，而电弧熔炼的构造最粗壮。个中以真空感触熔炼中熔炼前提为1800℃/15min + 0.1 at.% C掺杂的室温断裂韧性最高，平衡值9.15 MPa•m1/2，真空感触凝壳熔炼铸锭的断裂韧性邻近，平衡值在8.2-8.6 MPa•m1/2之间，而真空非自耗电弧熔炼铸锭的韧性值最低，平衡值仅为7.5 MPa•m1/2。（4）1150℃下，以熔炼前提为1700℃/10min的感触熔炼铸锭的收缩强度最高，σmax为477MPa，三种前提下制备的感触凝壳熔炼铸锭收缩强度值邻近，而以电弧熔炼铸锭的强度最低，为393MPa；1250℃下，以熔炼前提为140kw/2min+160kw/3min的感触凝壳熔炼铸锭的收缩强度较高，为384MPa，而感触熔炼的两个铸锭强度巨细十分，同样以电弧熔炼铸锭的收缩强度最低，仅为264MPa。

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