Nb--W--Ti--Ni氫分離合金鑄態(tài)組織與氫滲透性能.pdf

1、近年來圍繞“雙相構成、功能互補”的氫分離合金設計原則，新型Nb基氫分離合金的開發(fā)成為了研究重點。其中，Nb-Ti-Ni三元氫分離合金具有良好的氫滲透性能與較強的抗氫脆性能，但其氫脆現(xiàn)象仍然很嚴重。本文通過添加微量的W元素取代合金中的部分Nb，形成新的Nb-W-Ti-Ni四元合金，對其進行SEM，EDS及XRD組織分析及氫溶解與氫滲透測試，探究W元素的加入對合金微觀組織和氫滲透性能的影響，開發(fā)同時具有良好氫滲透性能與抗氫脆性能的新型氫分離

2、合金。
　　XRD、SEM與EDS結果表明，Nb45-xWxTi27.5Ni27.5(x=0，5，10)與Nb56-xWxTi23Ni21(x=0，5，10，15)合金均為初生相bcc-Nb加共晶相的雙相結構。其中Nb45系三種合金與Nb56Ti23Ni21、Nb51W5Ti23Ni21合金的共晶相均為二元共晶相(bcc-Nb+B2-TiNi)，而Nb46W10Ti23Ni21、Nb41W15Ti23Ni21合金的共晶相出現(xiàn)了兩相

3、分離的離異共晶現(xiàn)象。添加的W元素完全固溶于初生相bcc-Nb中，W元素的添加使得合金初生相的二次枝晶臂變得不發(fā)達并逐漸消失。
　　氫溶解實驗結果表明，在Nb-Ti-Ni三元合金中添加W元素可以有效的降低其氫溶解度，并隨添加W元素含量的增加合金的氫溶解度越低。此外，氫原子在合金中的溶解過程為放熱反應，因此合金的溫度越高其氫溶解度越低。
　　氫滲透測試結果表明，在Nb45-xWxTi27.5Ni27.5(X=0，5，10)三種合

4、金中，添加5％含量的W元素可以提高在低溫條件下合金的氫滲透性能與擴散系數(shù)，降低其在高溫條件下的氫滲透性能，而擴散系數(shù)與基礎合金相近，當W元素含量增加到10％時，會明顯降低合金的氫滲透性能與擴散系數(shù)。在Nb56-xWxTi23Ni21(x=0，10，15)三種合金中，Nb56Ti23Ni21合金在具有優(yōu)異的氫滲透性能的同時其抗氫脆性能較差，而在其加入10％含量的W元素后可以有效提高合金的氫滲透系數(shù)、擴散系數(shù)與抗氫脆性能，W元素含量增加到1