C元素合金化Nb-Si合金的热力学分析与力学性能研究

发布时间：2024-12-21 09:54

　　随着航空航天技术的飞速发展,作为航空航天飞行器的“心脏”——发动机,是航空航天事业发展的核心。材料是发动机实现性能的基础。Nb-Si合金因其具有较高的熔点(>1750℃)以及较低的密度(7.2g/cm3),成为极具潜力的超结构材料。但Nb-Si合金的室温断裂韧性较差,这大大限制了其在工业与工程上的广泛应用。Nb-Si合金的室温断裂韧性等力学性能取决于其显微组织,尤其是Nb5Si3、Nb3Si等金属间化合物的形态与分布。而对于多元Nb-Si合金,由于合金化元素的加入,多种元素共同作用下,熔炼过程中会产生错综复杂的反应,势必会对Nb-Si合金的显微组织,即相组成与各相的形态与分布产生影响。因此本文采用mediema与Toop热力学模型,建立了Nb-Si-Ti-C合金的热力学计算模型,预测一定温度范围内合金体系中各金属间化合物的吉布斯生成自由能,对可能析出的相进行了预测。采用铸造工艺法,选取综合性能较好的Nb-16Si-24Ti合金作为原始合金,以Ti C为载体对其进行C元素合金化。分析C元素对Nb-Si合金微观组织、相组成与分布以及力学性能的影响。并研究了显微组织与力学性能间的相关性。...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 Nb-Si合金概述
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 材料与实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 Nb-Si合金的制备
    2.3 实验方法
        2.3.1 扫描电镜(SEM)分析
        2.3.2 室温断裂韧性测试
        2.3.3 室温压缩性能测试
        2.3.4 微观组织图像分析
第3章 Nb-16Si-24Ti-x C生成相的热力学计算
    3.1 引言
    3.2 三元合金组元活度计算
        3.2.1 三元合金组元活度
        3.2.2 Nb-16Si-24Ti-x C合金系组元活度
    3.3 三元合金系中金属间化合物析出反应的吉布斯自由能
        3.3.1 三元合金系中金属间化合物AmBn析出反应的吉布斯自由能
        3.3.2 Nb-16Si-24Ti-x C合金金属间化合物生成反应的吉布斯自由能变化
    3.4 热力学分析
    3.5 本章小结
第4章 C元素合金化对Nb-Si基合金组织与性能的影响
    4.1 引言
    4.2 C元素合金化对Nb-Si基合金显微组织的影响
    4.3 C元素合金化对Nb-Si基合金室温断裂韧性的影响
    4.4 C元素合金化对Nb-Si基合金室温压缩性能的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4018805