国家自然科学基金(50671081)
- 作品数：18 被引量：74H指数：7
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- 相关领域：金属学及工艺一般工业技术航空宇航科学技术理学更多>>
- 铌基超高温合金熔体与陶瓷类坩埚的高温反应被引量：3
- 2007年
- 分别在陶瓷类ZrO2、Y2O3、BN和Al2O3坩埚内于2053K（或2153K）保温30min（或10min）重熔铌基超高温合金（主要组分为Nb、Si、Ti、Hf等），以研究该合金的高温熔体与不同材料坩埚的反应情况。实验发现Y2O3、BN和Ai2O3坩埚对熔体都发生了不同程度的沾污反应；在ZrO2坩埚壁上出现了50～60μm厚且具有微小裂纹或熔蚀坑的反应层，其内含有HfO2和TiO2，但ZrO2坩埚对熔体内部基本没有污染。在石墨坩埚上进行制备YSZ涂层的实验发现，ZrO2同石墨基体发生反应生成了ZrC0因此，据有关实验结果，可以先在石墨坩埚基体上用CVD法制备一层SiC内层，再在SiC内层上用浸涂法制备ZrO2涂层，以用于铌基超高温合金熔炼。
- 吴梅柏郭喜平武兴君
- 关键词：石墨坩埚涂层浸涂
- Nb基超高温合金定向凝固组织及其共晶凝固机理研究进展被引量：6
- 2007年
- Nb-Si基共晶体系超高温合金是目前最有希望应用于超高温环境的材料之一。目前的研究还仅仅停留在合金化改善其综合性能及抗氧化涂层的制备等方面,而对其共晶凝固机理等更深层次的研究还较少。从Nb基超高温合金铸态、定向凝固态组织及相组成等角度入手对该合金的微观组织变化规律进行了分析和总结;并对Nb基超高温合金共晶凝固机理的研究进展进行了综述;此外,还讨论了该合金目前仍需解决的问题。
- 郭海生郭喜平
- 关键词：定向凝固共晶凝固凝固速度初生相
- Nb基超高温合金的制备技术及定向凝固组织被引量：1
- 2007年
- Nb基超高温合金的制备技术主要包括粉末冶金、真空电弧熔炼和定向凝固等,其中定向凝固可以显著提高该合金的高低温力学性能。Nb基超高温合金的定向凝固组织主要由沿着定向凝固方向生长的初生Nbss枝晶、铌硅化物块或板条以及(Nbss+铌硅化物)共晶等组成,定向凝固速率和固液界面前沿液相中的温度梯度会显著影响其组织形貌及尺寸。在其定向生长过程中,Nbss、铌硅化物及(Nbss+铌硅化物)共晶各相之间竞争生长,形成不同的组织形貌及尺寸,但在合适的条件下,共晶两相可以实现平行耦合生长。
- 姚成方郭喜平
- 关键词：定向凝固组织
- 定向凝固Nb-Ti-Si基超高温合金的组织与室温条件断裂韧性
- 2011年
- 采用真空自耗电弧熔炼法制备了Nb-Ti-Si基超高温合金的母合金锭,在2050℃的熔体温度下实现了合金的有坩埚整体定向凝固。测定了电弧熔炼态与定向凝固试样的室温条件断裂韧性,采用SEM,EDS等方法分析了凝固速率V分别为10,20和50μm/s的整体定向凝固组织、单边切口梁弯曲试样的断口形貌及裂纹扩展路径,并讨论了其断裂机理。结果表明:合金的整体定向凝固组织主要由沿着试棒轴向挺直排列的横截面为多边形的初生(Nb,X)5Si3(X代表Ti,Hf和Cr元素)棒与耦合生长的层片状Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团(Nbss表示铌基固溶体)组成。整体定向凝固显著提高合金的室温条件断裂韧性KQ,且V=50μm/s时的KQ最高,达16.1MPa·m1/2,较电弧熔炼态试样的KQ提高了50.5%。定向凝固试样中Nbss与(Nb,X)5Si3沿垂直于受力方向的定向排列以及粗糙的Nbss产生的裂纹桥接和偏转,增大了裂纹扩展阻力,从而提高了合金的室温条件断裂韧性。
- 王勇郭喜平
- 关键词：凝固速率
- 电弧熔炼Nb-Ti-Si合金的组织和室温力学性能被引量：5
- 2010年
- 采用真空自耗电弧熔炼技术制备了Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金,并测定了其室温断裂韧度及拉伸性能。采用XRD,SEM,EDS等方法对母合金锭不同部位的相组成、微观组织、成分分布以及试样的断口形貌进行了分析。结果表明,母合金锭不同部位的组织均由初生(Nb,X)5Si3(X代表Ti、Hf和Cr元素)以及Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团(Nbss表示铌基固溶体)组成。初生(Nb,X)5Si3以横截面为规则的多边形块状不连续分布在基体上,而Nbss/(Nb,X)5Si3共晶团则呈典型的层片状或花瓣状形貌。母合金锭的成分分布特点为Si含量由锭边缘向中央呈增加的趋势,Nb、Ti含量则由锭边缘向中央呈减少的趋势;Cr、Al倾向于固溶在Nbss中,而Hf则倾向于固溶在(Nb,X)5Si3中。经过多元合金化的Nb-Ti-Si基合金的室温断裂韧度为10.72MPa·m1/2,抗拉强度为297.12MPa,室温断裂韧度及拉伸试样的失效模式均为脆性准解理断裂。
- 王勇郭喜平张超峰张平
- 关键词：电弧熔炼共晶断裂韧度
- 高温热处理对Nb-Cr系多元合金组织的影响被引量：1
- 2008年
- 采用真空非自耗电弧熔炼然后真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Cr系多元合金的母合金锭,在超高温高真空热处理炉上进行了1250℃,24h;1350℃,24h和1450℃,24h的高温热处理。通过X射线衍射、光学金相、扫描电子显微镜和能谱分析等手段对材料的电弧熔炼态组织和热处理后组织进行了观察和研究。结果表明:电弧熔炼态组织由树枝晶的Nbss基体和枝晶间均匀分布的Laves相Cr2(Nb,Ti,Hf)块组成;热处理后,组织细化,Nbss树枝晶全部转变为等轴晶组织。随着热处理温度的升高,组织更加细化,组成相中Cr化物相含量增加。
- 张明军郭喜平
- 关键词：电弧熔炼
- 高温均匀化及时效处理对Nb-Ti-Si基超高温合金组织的影响被引量：3
- 2008年
- 采用真空非自耗电弧熔炼法制备Nb-Ti-Si基超高温合金的母合金锭,分别于1300、1400、1500和1600℃保温50h,对其进行均匀化处理,然后于1100℃保温50h进行时效处理。结果表明:热处理后的组织主要由Nbss和(Nb、x)5Si3(x代表Ti、Cr和Hf元素)组成,经1600℃、50h和1600℃、50h+1100℃、50h热处理后的组织中还出现HfO2。随着热处理温度的升高,多边形和板条状大块硅化物逐渐溶解或破碎成小块硅化物,残留的具有典型层片状或团状形貌的共晶组织的含量逐渐减少。1500℃、50h+1100℃、50h是Nb-Ti-Si基超高温合金比较合理的热处理工艺。
- 郭海生郭喜平
- 关键词：时效处理
- 合金成分及熔炼工艺对多元铌基超高温合金组织的影响被引量：12
- 2008年
- 采用真空自耗电弧熔炼和真空非自耗电弧熔炼2种工艺熔炼了4种不同成分的多元铌基超高温合金,研究了合金成分及熔炼工艺对组织的影响规律。结果表明:4种成分的合金均由初生Nb基固溶体枝晶或初生(Nb,x)5Si3(x代表Ti,Cr和Hf元素)块和板条以及Nbss/(Nb,x)5Si3共晶团组成。随着Si含量的升高,组织中Nbss/(Nb,x)5Si3共晶团的含量增多且初生相也从Nbss枝晶转变为(Nb,x)5Si3块或板条。铌硅化物相为γ-(Nb,x)5Si3及β-(Nb,x)5Si3。大块或板条状硅化物内有微裂纹出现。
- 郭海生郭喜平贾丽娜武兴君丁旭高丽梅任家松
- 关键词：电弧熔炼
- 合金化对铌基固溶体合金和铌硅化物基合金室温断裂韧性影响的研究进展被引量：7
- 2008年
- Ti、Cr和Al的添加改变了铌基固溶体合金的弹性常数,从而改变了其点阵位移势(UP-N)。采用表面能(γs)与点阵位移势(UP-N)之比可预测合金的室温断裂韧性。Ti的添加降低了点阵位移势、提高了位错的移动能力,从而提高了铌基固溶体合金的室温断裂韧性;而Cr和Al的作用与Ti相反。简要介绍了K.S.Chan等建立的室温断裂韧性计算模型,同时介绍了合金化元素Ti、Mo、Hf和B等对铌硅化物基合金室温断裂韧性的影响。其中Ti、Hf和B的添加能提高铌硅化物基合金的室温断裂韧性。
- 孙志平郭喜平
- 关键词：合金化
- 铌基超高温合金包埋渗铝改性硅化物涂层结构被引量：7
- 2008年
- 利用包埋渗法在新型铌基超高温合金表面制备了铝改性的硅化物抗氧化涂层,分析了涂层的相组成、结构及其组织形成过程。涂层制备采用先在1150℃包埋渗硅4h,然后再于800-1000℃包埋渗铝4h的方法。结果表明：渗硅后涂层的相组成为（Nb,X）Si2（X代表Ti,Cr和Hf元素）;再于各温度包埋渗铝后,（Nb,X）Si2层中的平均铝含量随包埋渗铝温度的升高而增加,最高可达10.84at%;当包埋渗铝温度为860-1000℃时会在渗硅层与基体间形成新的铌铝金属间化合物层,且渗入（Nb,X）Si2层中的铝会在局部形成Nb3Si5Al2相。
- 田晓东郭喜平
- 关键词：包埋渗
