粉末冶金多元鈮合金的制備及其性能研究.pdf

1、多元鈮合金具有熔點(diǎn)高、密度低，高溫高強(qiáng)等優(yōu)異性能，是重要的高溫結(jié)構(gòu)候選材料。粉末冶金法與熔煉法相比，可避免成分的偏析，得到的合金具有均勻的組織和穩(wěn)定的性能，目前利用粉末冶金法制備多相鈮合金在國(guó)內(nèi)外尚未有深入系統(tǒng)的研究。本研究采用機(jī)械球磨+真空熱壓工藝以及等靜壓工藝制備多相鈮合金，采用金相分析、XRD、SEM、EDS等分析手段對(duì)多元鈮合金的成分、顯微組織與氧化行為之間的關(guān)系進(jìn)行研究；通過(guò)熱模擬高溫壓縮試驗(yàn)考察合金熱變形行為，并對(duì)合金的室溫

2、斷裂韌性和斷裂機(jī)理進(jìn)行分析和探討。得到的主要結(jié)論如下： 1、采用粉末冶金法，通過(guò)元素粉末的機(jī)械球磨獲得過(guò)飽和固溶粉末，再進(jìn)行真空熱壓反應(yīng)可制備出致密度為97.1％的多元鈮基復(fù)合材料。經(jīng)熱等靜壓工藝制備的多元鈮合金致密度可達(dá)100％。 2、相同溫度下，Nb-15Ti-11Al、Nb-15Ti-11Al-10Si、Nb-15Ti-11Al-10Si-1C的氧化速率依次減小，在同等溫度下的氧化速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于C103商業(yè)鈮合金。三

3、種合金在1300℃恒溫氧化時(shí)形成了主要由SiO<,2>、Al<,2>O<,3>、Nb<,2>O<,5>組成的復(fù)合氧化膜，合金中的鈦可以降低氧在基體中的固溶度并降低氧的擴(kuò)散速率；硅在高溫時(shí)形成的熔融態(tài)SiO<,2>有效抑制了Nb<,2>O<,5>的生長(zhǎng)，保證了氧化膜的平整；C對(duì)合金抗氧化性能的改善作用不明顯。由粉末冶金方法制備的鈮合金的組織均勻、細(xì)小，可以有效的防止內(nèi)氧化的發(fā)生。 3、通過(guò)高溫壓縮試驗(yàn)考察了合金的熱變形行為，并建立