Ga對Nb-Si合金組織及力學(xué)性能的影響.pdf

1、本文主要研究了Ga合金化對Nb-Si合金微觀組織及性能的影響。利用金相顯微鏡、XRD和掃描電鏡研究了Ga添加和熱處理對Nb-Si合金凝固組織的影響;利用Gleeble-1500熱模擬機(jī)、萬能材料試驗(yàn)機(jī)和顯微硬度計(jì)測試了Ga添加和熱處理前后材料力學(xué)性能的變化。
　　電弧熔煉Nb-16Si-xGa合金時(shí)主要揮發(fā)元素為Si和Ga,Ga的揮發(fā)速率小于Si。Nb-16Si合金中添加Ga元素有利于Nbss+Nb5Si3共晶的產(chǎn)生,Nb-16S

2、i-5Ga合金顯微組織全部由Nbss+Nb5Si3共晶組成。Nb-16Si合金加入Ga元素后合金的室溫強(qiáng)度和塑性都得到了提高,但是當(dāng)Ga含量超過3％后室溫強(qiáng)度反而降低。Nb-16Si-xGa合金的高溫強(qiáng)度也是先隨Ga含量增加而增加,達(dá)到最大值后降低。這是因?yàn)樘?xì)小的Nb5Si3片層抗變形能力不足,合金的高溫強(qiáng)度降低。Nb-16Si-xGa合金的室溫?cái)嗔秧g性隨Ga含量增加而提高,細(xì)小的Nbss+Nb5Si3共晶組織有利于材料室溫?cái)嗔秧g性的

3、提高。
　　Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Al-2Cr合金中添加Ga元素后,隨著Ga含量的增加合金由亞共晶成分逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檫^共晶成分,Nb3Si相減少至消失,Nb5Si3相逐漸增加。Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Al-2Cr合金加入Ga元素后合金的室溫強(qiáng)度和塑性先增加后降低。塊狀的硅化物不利于材料的室溫壓縮性能。Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Al-2Cr-xGa合金的高溫強(qiáng)度也是先隨Ga含量先增加后降低,Nb5Si

4、3尺寸過大時(shí)合金高溫強(qiáng)度反而降低。Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Al-2Cr-xGa合金的室溫?cái)嗔秧g性隨Ga含量增加先提高后降低,大塊硅化物相對材料的室溫韌性有害。
　　1250℃時(shí)Ga元素能夠使Nb-16Si合金中的Nb3Si相發(fā)生共析轉(zhuǎn)變,Nbss+Nb5Si3共晶組織為共析轉(zhuǎn)變提供了形核襯底。在1250℃保溫10h退火處理能夠使Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Al-2Cr-xGa合金中的硅化物相尺寸變小,但沒能使N