Fe-Mo-Ta三元系相平衡的研究

发布时间：2020-11-06 01:02

　　 Laves相的高温力学性能非常优异,具有作为新型高性能高温结构材料应用的良好前景。基于Laves相强化的高温合金成为目前材料研究领域的一个重要研究方向。Fe-Mo体系合金在高温下具有较好的热稳定性,Fe-Ta体系合金具有良好的高温强度。钽是许多合金的重要合金化元素,常添加至许多高温合金中。因此,Fe-Mo-Ta是一个重要的铁基高温体系。本研究的目的是实验测定Fe-Mo-Ta三元体系的相关系及液相面投影图,为研发新型铁基高温合金提供理论基础。在本工作中,利用热分析法与平衡合金法,通过扫描电子显微镜及能谱仪(SEM-EDS)、X-射线衍射仪等设备观察与分析合金样品的组织、成分与结构,测定了 Fe-Mo-Ta三元体系在800℃和1000℃时的等温截面及其液相面投影图。实验发现,在800℃等温截面中,存在两个三相区,其中包括Fe2(Mo,Ta)+ μ-Fe-Ta6+ δ-Fe7Mo6;μμ-Fe7Ta6 + δ-Fe7Mo6 +(Mo,Ta)。在该温度下,Fe2Mo 和 Fe2Ta 能无限互溶形成连续固溶体Fe2(Mo,Ta),而Ta在δ-Fe7Mo6中的最大固溶度为29.3 at.%,Mo在μ-Fe7Ta6中的最大固溶度为16.5 at.%,Ta与Mo在(αFe)相中的固溶度极小。实验测得1000℃等温截面存在两个三相平衡区,分别为ε-Fe2Ta +μ-Fe7Ta6 + δ-Fe7Mo6;μ-Fe7Ta6 + δ-Fe7Mo6 +(Mo,Ta);并且根据已知相关系,推测出该等温截面还应存在两个三相区,即ε-Fe2Ta + δ-Fe7Mo6 +(αFe);ε-Fe2Ta +(αFe)+(γFe)。在1000℃等温截面中,Mo在μ-Fe7Ta6中的最大固溶度为19.2 at.%,在ε-Fe2Ta中的固溶度超过24.1 at.%;Ta在δ-Fe7Mo6中的最大固溶度为15.7at.%。利用铸态组织样品,实验测定了 Fe-Mo-Ta三元体系的液相面投影图,通过分析每个铸态合金的显微组织,进而确定了初生相及其凝固路径,在Fe-Mo-Ta三元系液相面投影图中,共存在五个初生相,分别为ε相、μ相、σ相、R相和BCC相;两个三元共晶反应:L → ε + μ + α(Fe),L→ R + σ +(Mo)。Fe-Mo-Ta三元体系的等温截面及液相面投影图的测定,为合金设计和铸态组织的分析与控制提供了基础。
【学位单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG132.3
【部分图文】：

〇相具有与Ｌａｖｅｓ相一样的硬度高，脆性大的特点，正常情况下用ＡＢ来表??示，绝大部分情况下Ａ和Ｂ的原子半径相近。〇相表现为复杂的四方晶体结构，??隶属于正方晶系晶体结构，轴比０．５２，?３０个原子处于同一个晶胞内，图１－２大??致显示出其晶体结构。??图１－２?ａ相的晶体结构??７??

?？：二書??图１－１?ＭｇＺｎ２型Ｌａｖｅｓ相晶体结构??例如，只有Ｎｂ，?Ｍｏ和Ｔｉ等常用的合金化元素在高温金属材料中的比重高??于其在该材料基体中的最大固溶度时，才会出现Ｌａｖｅｓ相析出的情况。因而可知，??正常情况下，Ｌａｖｅｓ相析出的情况是很少的，除非有意的获得Ｌａｖｅｓ相。例如，??Ｋ４１６９高温合金此类高合金化合金，其铸态组织枝晶间析出的Ｌａｖｅｓ相比重仅为??２％左右［１２】。尽管Ｌａｖｅｓ相在合金所占的比重很小，但是Ｌａｖｅｓ相自身高硬度，??高脆性的特性，片状或针状的形态均会对基体的性能产生极大地影响。Ｌａｖｅｓ相??对高温合金的稳定性与寿命起到重要影响，例如Ｌ－６０５、Ｓ－８１６和ＨＳ－１８８钴基高??温合金

?１．３．２相图的测定方法??通常使用的相图研究方法主要分为动态法和静态法这两大类。如图１－３所示，??该图形象的列出了常用的相图研究方法。当前而言，常采用平衡合金法进行实验??相图的测定，通过该方法能获得最为准确的相关系，但是该方法费时费力，对原??材料和能源具有较大的浪费，而扩散偶方法测定相图能极大地缩短试验周期，但??是存在物相较小，难以分析测定的问题。总而言之，相图的测定是基于实验测定??的基础上。上个世纪７０年代，计算相图方法风靡一时，现己成为一种便捷和有??效的相图预测方法，计算相图与实验相图吻合的程度是判定计算结果的标准，越??吻合其计算结果越可信。在计算相图中加入越多的实验数据，其结果越向实验结??果靠近
【参考文献】

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本文编号：2872446