Laves相Cr 2 Nb/Ti复相合金的显微组织及力学性能研究
发布时间：2022-01-24 03:50
Laves相Cr2Nb是一种拓扑密排结构的金属间化合物,其熔点高达1740℃,具有较低的密度、良好的高温强度、优异的高温抗氧化性及抗蠕变性能,是一种很有潜力的高温结构材料,使用温度有望超过1200℃,但较低的室温断裂韧性严重地限制了材料的工程应用。为了提高材料的室温断裂韧性,本文通过合理的合金成分设计,采用不同的制备方法,并结合XRD、SEM、TEM、HRTEM等多种分析手段,系统地研究了Cr2Nb-20/30/40Ti（at.%）合金的微观组织及力学性能,并对合金凝固组织中相的竞争生长及多晶型相变进行了探讨,主要结论如下:电弧熔炼Cr2Nb-40Ti合金的凝固组织中,Laves相（Cr,Ti）2Nb含有多种多晶型结构,既有稳定的C15结构,又有亚稳的C36、5R、6H、7R结构。亚稳结构的形成有两方面的原因:一是,溶质Ti在（Cr,Ti）2Nb中占据Cr的点阵位置,延缓了多晶型相变的相变进程;二是,溶质Ti可提高（Cr,Ti）2Nb的标准摩尔生成焓,降低...
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Laves相Cr2Nb的多晶型结构
[9]: (a) C14; (b) C36; (c) C15图1-2 六方单元胞及不同原子层[10]: (a) C14/C36 的 (0001) 晶面或 C15 的 (111) 晶面; (b) 小原子 B 构成的单层原子; (c, d) 小原子 B 和大原子 A 构成的三层原子Fig. 1-2 Hexagonal unit cell and different atom layers[10]: (a) planes of (0001) for C14/C36 or (111)for C15; (b) single layer of atom B; (c, d) triple layers of atoms B and A从晶体结构上分析，这三种结构可认为是由相同的原子密排面按照不同的堆垛顺序形成的，然而与普通晶体结构不同的是，这些原子密排面为 4 层原子结构，如图 1-2 所示[10]。四层结构在 C14/C36 结构的 (0001) 面或 C15 结构的 (111) 面的投影相同 (图 1-2a)，并且是由小原子 B 构成单层原子 (图 1-2b) 及小原子 B
与大原子 A 构成三层原子 (图 1-2c, d) 共同构成，小原子 B 与大原子 A 各占两层原子面。C15-Cr2Nb 的堆垛顺序类似于简单的 fcc 结构，即沿[111]方向按照…ABCABC…的顺序堆垛；C14-Cr2Nb 的堆垛顺序类似于简单的 hcp 结构，是沿[0001]方向按…ABAB…的顺序堆垛；C36-Cr2Nb 也是沿[0001]方向排列，但其堆垛顺序发生了改变，为…ABACABAC…。1.3 Laves 相 Cr2Nb 的研究进展1.3.1 Laves 相 Cr2Nb 的多晶型相变Laves 相 Cr2Nb 各多晶型结构有特定的稳定化区间，当合金温度改变时，多晶型结构间会发生相互转变。室温下，Laves 相 Cr2Nb 为单一稳定的 C15 结构，然而多晶型相变受阻时，合金相变将进行的不完全，使得中间过渡结构得以保存，中间过渡结构除了常见的 C36 结构外，还有其它高堆积度的多晶型结构，如 5R、6H、7R 等[9, 10]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧熔炼态Laves相Cr2Nb/Cr合金的微观组织演变[J]. 李克伟,李双明,傅恒志. 金属学报. 2011(06)
[2]激光快速熔凝Ni-Sn共晶合金的组织演变[J]. 曹永青,林鑫,汪志太,杨海欧,黄卫东. 金属学报. 2011(05)
[3]钛合金真空自耗电弧熔炼过程中温度场的数值模拟[J]. 赵小花,李金山,杨治军,孙来喜,常辉,薛祥义,周廉. 特种铸造及有色合金. 2010(11)
[4]凝固速率对Nb-Ti-Si基合金整体定向凝固组织及固/液界面形态的影响[J]. 王勇,郭喜平. 金属学报. 2010(04)
[5]Effect of ball milling time on microstructure and properties of Laves phase NbCr2 alloys synthesized by hot pressing[J]. 肖璇,鲁世强,胡平,黄铭刚,M.W.FU. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(03)
[6]合金元素Al对Laves相NbCr2显微组织及断裂韧性的影响[J]. 郑海忠,鲁世强,祝建业,周伟. 稀有金属材料与工程. 2009(01)
[7]超细晶Laves相NbCr2颗粒增强Nb基复合材料的制备及其组织性能研究[J]. 肖璇,鲁世强,胡平,黄铭刚,李鑫. 航空材料学报. 2008(03)
[8]MA和软第二相对Cr/Cr2Nb复合材料组织与性能的影响[J]. 肖璇,鲁世强,马燕青,胡平,黄铭刚,聂小武. 稀有金属材料与工程. 2008(01)
[9]Laves相NbCr2高温抗氧化性研究的进展[J]. 郑海忠,鲁世强,王克鲁,苏倩,聂小武. 腐蚀科学与防护技术. 2007(06)
[10]机械合金化Nb-Cr粉末的热力学分析[J]. 聂小武,鲁世强,王克鲁. 特种铸造及有色合金. 2007(06)
博士论文
[1]Laves相NbCr2基合金的制备、增韧及高温氧化行为与机理研究[D]. 郑海忠.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]TbDyFe合金的晶体取向生长与组织控制研究[D]. 周美政.东华大学 2006
本文编号：3605788
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Laves相Cr2Nb的多晶型结构
[9]: (a) C14; (b) C36; (c) C15图1-2 六方单元胞及不同原子层[10]: (a) C14/C36 的 (0001) 晶面或 C15 的 (111) 晶面; (b) 小原子 B 构成的单层原子; (c, d) 小原子 B 和大原子 A 构成的三层原子Fig. 1-2 Hexagonal unit cell and different atom layers[10]: (a) planes of (0001) for C14/C36 or (111)for C15; (b) single layer of atom B; (c, d) triple layers of atoms B and A从晶体结构上分析，这三种结构可认为是由相同的原子密排面按照不同的堆垛顺序形成的，然而与普通晶体结构不同的是，这些原子密排面为 4 层原子结构，如图 1-2 所示[10]。四层结构在 C14/C36 结构的 (0001) 面或 C15 结构的 (111) 面的投影相同 (图 1-2a)，并且是由小原子 B 构成单层原子 (图 1-2b) 及小原子 B
与大原子 A 构成三层原子 (图 1-2c, d) 共同构成，小原子 B 与大原子 A 各占两层原子面。C15-Cr2Nb 的堆垛顺序类似于简单的 fcc 结构，即沿[111]方向按照…ABCABC…的顺序堆垛；C14-Cr2Nb 的堆垛顺序类似于简单的 hcp 结构，是沿[0001]方向按…ABAB…的顺序堆垛；C36-Cr2Nb 也是沿[0001]方向排列，但其堆垛顺序发生了改变，为…ABACABAC…。1.3 Laves 相 Cr2Nb 的研究进展1.3.1 Laves 相 Cr2Nb 的多晶型相变Laves 相 Cr2Nb 各多晶型结构有特定的稳定化区间，当合金温度改变时，多晶型结构间会发生相互转变。室温下，Laves 相 Cr2Nb 为单一稳定的 C15 结构，然而多晶型相变受阻时，合金相变将进行的不完全，使得中间过渡结构得以保存，中间过渡结构除了常见的 C36 结构外，还有其它高堆积度的多晶型结构，如 5R、6H、7R 等[9, 10]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]电弧熔炼态Laves相Cr2Nb/Cr合金的微观组织演变[J]. 李克伟,李双明,傅恒志. 金属学报. 2011(06)
[2]激光快速熔凝Ni-Sn共晶合金的组织演变[J]. 曹永青,林鑫,汪志太,杨海欧,黄卫东. 金属学报. 2011(05)
[3]钛合金真空自耗电弧熔炼过程中温度场的数值模拟[J]. 赵小花,李金山,杨治军,孙来喜,常辉,薛祥义,周廉. 特种铸造及有色合金. 2010(11)
[4]凝固速率对Nb-Ti-Si基合金整体定向凝固组织及固/液界面形态的影响[J]. 王勇,郭喜平. 金属学报. 2010(04)
[5]Effect of ball milling time on microstructure and properties of Laves phase NbCr2 alloys synthesized by hot pressing[J]. 肖璇,鲁世强,胡平,黄铭刚,M.W.FU. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(03)
[6]合金元素Al对Laves相NbCr2显微组织及断裂韧性的影响[J]. 郑海忠,鲁世强,祝建业,周伟. 稀有金属材料与工程. 2009(01)
[7]超细晶Laves相NbCr2颗粒增强Nb基复合材料的制备及其组织性能研究[J]. 肖璇,鲁世强,胡平,黄铭刚,李鑫. 航空材料学报. 2008(03)
[8]MA和软第二相对Cr/Cr2Nb复合材料组织与性能的影响[J]. 肖璇,鲁世强,马燕青,胡平,黄铭刚,聂小武. 稀有金属材料与工程. 2008(01)
[9]Laves相NbCr2高温抗氧化性研究的进展[J]. 郑海忠,鲁世强,王克鲁,苏倩,聂小武. 腐蚀科学与防护技术. 2007(06)
[10]机械合金化Nb-Cr粉末的热力学分析[J]. 聂小武,鲁世强,王克鲁. 特种铸造及有色合金. 2007(06)
博士论文
[1]Laves相NbCr2基合金的制备、增韧及高温氧化行为与机理研究[D]. 郑海忠.南京航空航天大学 2009
硕士论文
[1]TbDyFe合金的晶体取向生长与组织控制研究[D]. 周美政.东华大学 2006
本文编号：3605788
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