激光熔化Nb-Si-HfC-Mo合金成形方法与组织性能研究

发布时间：2024-01-25 13:58

　　Nb-Si高温合金具有比先进的Ni基高温合金高的多的使用温度,具有作为下一代涡轮叶片材料应用的广阔前景。但在传统的成形工艺方面,如真空电弧熔炼和真空热压烧结等,存在着组织粗大和高温性能差等不足,不能充分发挥Nb-Si合金的优势,选区激光熔化成形工艺作为迅速发展起来的增材制造技术的一种,凭借成形效率高、成形件致密度高等优点,有望制备优异高温性能的Nb-Si基合金。本文设计成分为Nb-Si-HfC-Mo的复合材料作为研究对象,利用机械球磨制备混合粉末,通过激光熔化工艺制备Nb-18Si-5HfC-2Mo单道、单层和块体合金,并对单道单层的表面形貌、熔池特征、块体的组织结构、显微硬度、弹性模量和断裂韧性进行了研究。机械球磨实验结果表明:球料比为5:1,球磨转速为250r/min,球磨时间为3h,不能使Nb与Si发生原位复合反应,但是混合粉末在球磨三小时后,粉末颗粒整体上达到很大程度的细化,粉末形状逐渐球化,因此选用球磨时间3h作为最终球磨工艺参数;提高激光功率,降低扫描速度,提高能量密度,单道的宽度随之增加,单道表面的球化缺陷先减少后增加;随着扫描间距的减小,相邻熔道间的搭接率越大,单层表面...

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【学位级别】：硕士

图1-1Nb-Si二元相图[19]

图1-2Nb-Si基合金的微观结构：（a）(d）0Ta，0W合金；（b）（e）1Ta合金；（c）（f）1W合金；（a），（b）和（c）是平行于凝固方向的纵向微结构；

图1-3Nb-Si基合金在1200和1250℃下氧化1小时后的表面形貌[32]：（a）B1合金，1200℃；（b）B1合金，1250℃；（c）B2合金，1200°C；（d）B2合金，1250℃Nb-Si合金中Cr的存在可促进Cr2Nb的形成，Cr2Nb具有良好的性能，如低

图1-4热处理后Nb-Si基合金的断裂形貌[31]：（a）基合金；（b）1Ta合金；（c）1W合金；（d），（e）和（f）分别是（a），（b）和（c）的高倍放大图像

本文编号：3884944