Nb-Cr系多元合金的微觀組織及性能研究.pdf

1、本文設(shè)計了Nb-Cr-Ti-Hf-B-Y的多元合金，采用真空非自耗電弧熔煉然后真空自耗電弧熔煉的方法制備了母合金錠。在超高溫高真空熱處理爐上對母合金材料進行了1250℃、1350℃和1450℃的高溫熱處理。對比分析了電弧熔煉態(tài)和不同工藝熱處理后的組織特征，研究了熱處理溫度對Nb-Cr系多元合金組織的影響規(guī)律。通過力學性能測試，探討了高溫熱處理對該合金室溫拉伸性能和斷裂韌性的影響。在高溫拉伸氧化爐上對熱處理后的試樣進行了高溫氧化實驗，分析

2、了該材料的氧化組織及氧化動力學。 X射線衍射分析表明，Nb-Cr系多元合金電弧熔煉態(tài)組織由樹枝狀的Nbss和Laves相Cr<,2>(Nb，Ti，Hf)組成，Cr<,2>(Nb，Ti，Hf)均勻分布在Nbss 的樹枝晶之間。高溫熱處理后沒有新相出現(xiàn)，但組織細化很明顯。Nbss樹枝晶幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)榈容S晶，Cr<,2>(Nb，Ti，Hf)由網(wǎng)狀變?yōu)榉蛛x的塊狀和棒狀，邊界趨于圓潤，并且在Nbss基體中析出了細小的二次Cr<,2>(Nb

3、，Ti，Hf)針狀顆粒。隨著熱處理溫度的提高，組織組成相中Nb基固溶體含量逐漸減少，而Cr 化物相含量則相應(yīng)增加，特別是在Nbss中析出的二次細小彌散的Cr化物相的含量增加，尺度變大。 對電弧熔煉態(tài)和經(jīng)1450℃/24h+1000℃/24h熱處理后的試樣進行了室溫拉伸和斷裂韌性測試。結(jié)果表明，電弧熔煉態(tài)試樣的室溫斷裂機制為解理斷裂，而熱處理后其斷裂機制變?yōu)闇式饫頂嗔逊绞剑瑪嗫谛蚊灿袕碾娀∪蹮拺B(tài)的河流花樣、扇形花樣和舌狀花樣等向熱

4、處理后的花瓣狀形貌轉(zhuǎn)變的趨勢。經(jīng)過1450℃/24h+1000℃/24h熱處理以后，該材料的室溫斷裂韌性K<,o>值明顯提高，達到14.16MPam<'1/2>。 在950℃氧化時，Nb-Cr系多元合金的外氧化膜厚度隨著氧化時間的延長而增加。其氧化產(chǎn)物有CrNbO<,4>、HfO<,2>、TiO<,2>、CrNb<,11>O<,29>和Ti<,2>Nb<,10>O<,29>。外氧化膜比較疏松，氧化組織也較粗大，并呈柱狀晶形貌貫穿