NiAl基多组元共晶合金的微观组织及力学性能
发布时间：2020-12-15 07:56
在NiAl基共晶合金中,NiAl-28Cr-6Mo共晶合金由于其熔点高,密度小,良好的抗氧化性等优点而有望成为较为理想的高温结构材料,然而,其室温的延展性和强度仍不够。本文选择NiAl-28Cr-6Mo共晶合金作为基体合金,试图采用强化相和塑性相结合为多组元共晶复合材料的方式或者采用合金化的方式,进一步优化该共晶合金的力学性能。根据相关的研究结果,本文结合了多组元和共晶合金的优点,利用这种思路来设计以NiAl-28Cr-6Mo共晶合金为基的多组元共晶合金,通过调整Ni含量看是否会形成Ni3Al（FCC）和Cr（Mo）（BCC）两相共晶的微观组织,以达到强度和塑性的平衡。使用SEM,SEM-EDS,TEM来研究（NixAl）66-28Cr-6Mo多组元合金的微观组织和组成相成分,同时也研究了该合金的压缩性能和硬度。在（NixAl）66-28Cr-6Mo（其中Ni、Al为摩尔比率,x=1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5.对应的合金可以分别表示为Ni1.0,Ni1.5,Ni2.0,Ni2.5,Ni3.0,Ni3.5）多组元共晶合金中,Ni10合金由NiAl和Cr（Mo）两相规则的...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NiAl合金的晶体结构
图 1-2 NiAl 二元相图【2】Fig.1-2 Binary phase diagram of Ni-Al alloy【2】理特点及力学性能程有序 B2立方晶体结构的特点，使得 NiAl 具有优异的物理8℃，且密度较小，仅为 5.86g/cm3，杨氏模量为 294GPa，在80W/m·K，是镍基高温合金的 4-8 倍【3】。目前镍基变形高温合℃，镍基铸造高温合金的使用温度为 1050-1100 ℃，已达到该，按此计算 NiAl 合金的使用温度可高达 1250℃，比现有的高4】。然而，NiAl 金属间化合物的断裂韧性只有 4-6MPa·m1/2 【受晶粒尺寸、化学计量比和热处理状态的影响，所以裂纹极易且 NiAl 的韧脆转变温度(BDTT)为 500-750 K，高于此温度其增加到 20-50MPa·m1/2【6】，当温度进一步升高时，NiAl 的强度【7】，这严重制约了该合金的发展。为此，国内外材料科学研究性及高温强度展开了大量的研究。
体结构的富 Fe 相。以等量取代 Al 和 Ni 的方式引入元素 Fe 并没有率，但是提高了合金的室温压缩性能和显微硬度。此外，也有研塑性的合金化元素，如 Fe、Cr、Co 和 Cu 等元素，通过引入拥有二相 γ，且 γ 相均匀地分布在晶界上，协调晶粒间的变形，进而提高i-20Al-30Fe【11,12】合金来说，其室温拉伸塑伸长率最高可达 22%。观组织由 β 和 γ 共晶两相组成，如图 1-3(a)所示，且 γ 与 β 两相层关系，滑移可以穿过晶界，从而使塑性变形更加容易发生，相应的，从 Ni-20Al-30Fe 的微观组织中发现，微观组织除了 γ 和 β 层片有序的第三相 γ’相，如图 1-3(b)所示，即 γ 相为一个半无序的相，性变形，从而塑性与韧性均得到提高。13】等人在富 Ni 的 NiAl 中添加塑韧化元素 Co、Cu、Cr 和 Fe，其Al-50Co、Ni-24Al-30Cu、Ni-20Al-20Cr 和 Ni-25Al-18Fe、Ni-15A率分别达到了 10.2%、0、2.5%、6.1%、4.0%。Chen【14】等人也研Ni-25Al-15Cr，由于引入了 γ/γ’相，合金的断裂韧性得到大幅度地增MPa.m1/2。
本文编号：2917939
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NiAl合金的晶体结构
图 1-2 NiAl 二元相图【2】Fig.1-2 Binary phase diagram of Ni-Al alloy【2】理特点及力学性能程有序 B2立方晶体结构的特点，使得 NiAl 具有优异的物理8℃，且密度较小，仅为 5.86g/cm3，杨氏模量为 294GPa，在80W/m·K，是镍基高温合金的 4-8 倍【3】。目前镍基变形高温合℃，镍基铸造高温合金的使用温度为 1050-1100 ℃，已达到该，按此计算 NiAl 合金的使用温度可高达 1250℃，比现有的高4】。然而，NiAl 金属间化合物的断裂韧性只有 4-6MPa·m1/2 【受晶粒尺寸、化学计量比和热处理状态的影响，所以裂纹极易且 NiAl 的韧脆转变温度(BDTT)为 500-750 K，高于此温度其增加到 20-50MPa·m1/2【6】，当温度进一步升高时，NiAl 的强度【7】，这严重制约了该合金的发展。为此，国内外材料科学研究性及高温强度展开了大量的研究。
体结构的富 Fe 相。以等量取代 Al 和 Ni 的方式引入元素 Fe 并没有率，但是提高了合金的室温压缩性能和显微硬度。此外，也有研塑性的合金化元素，如 Fe、Cr、Co 和 Cu 等元素，通过引入拥有二相 γ，且 γ 相均匀地分布在晶界上，协调晶粒间的变形，进而提高i-20Al-30Fe【11,12】合金来说，其室温拉伸塑伸长率最高可达 22%。观组织由 β 和 γ 共晶两相组成，如图 1-3(a)所示，且 γ 与 β 两相层关系，滑移可以穿过晶界，从而使塑性变形更加容易发生，相应的，从 Ni-20Al-30Fe 的微观组织中发现，微观组织除了 γ 和 β 层片有序的第三相 γ’相，如图 1-3(b)所示，即 γ 相为一个半无序的相，性变形，从而塑性与韧性均得到提高。13】等人在富 Ni 的 NiAl 中添加塑韧化元素 Co、Cu、Cr 和 Fe，其Al-50Co、Ni-24Al-30Cu、Ni-20Al-20Cr 和 Ni-25Al-18Fe、Ni-15A率分别达到了 10.2%、0、2.5%、6.1%、4.0%。Chen【14】等人也研Ni-25Al-15Cr，由于引入了 γ/γ’相，合金的断裂韧性得到大幅度地增MPa.m1/2。
本文编号：2917939
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