Nb及Nb752合金氧化膜应力的研究

在自制的弯曲法测定氧化膜应力装置上,分别在400～500℃温度范围内,研究了 Nb 及 Nb752合金(Zr 2.5.W10%wt)在一个大气压纯氧中所生成的氧化膜的生长应力、热应力以及金属基体溶解氧对应力值的影响.发现合金元素 Zr 与 W 含量分别达2.5% wt 及10%wt 时对氧化膜应力无影响。X-射线衍射分析证明,这是由于实验条件下,Nb752合金与纯铌的氧化膜组成相同,均由 Nb_2O_3单相构成.     

Crystallographic structure of Al3Nb in laser-processed Al–Nb alloys

The aim of the present work is to study the influence of the solidification rate of Al₃Nb on the crystallographic structure and on the order parameter of Al₃Nb in Al–Nb coatings produced by laser-alloying, using a CO₂ laser. The laser treatments were performed using a laser power density of 1.7×10³ W/mm² and scanning speeds of 5, 10, 20 and 40 mm/s, corresponding to interaction times in the range 0.03–0.24 s. The microstructure of all the surface coatings consists only of the phases predicted by the phase diagram, i.e. α-Al and Al₃Nb. X-ray diffraction on polished bulk samples revealed a strong (001) texture, which increases with increasing scanning speed. After filing, the particles of Al₃Nb become randomly oriented, leading to a better agreement between the relative intensities the experimental and calculated diffraction patterns. The long-range order parameter of Al₃Nb varies in the range 0.8–0.9 and does not depend on the solidification rate, within the limits of experimental error.     

Nb/Nb5Si3原位复合材料的开发研究

Nb/Nb5Si3原位复合材料极具替代现有镍基超合金作为未来飞行器发动机超高温部件材料的潜力。本研究采用反应热压烧结、反应放电等离子烧结等粉末冶金技术及氩弧熔炼技术制备了多种成分的Nb/Nb5Si3原位复合材料 ,并对其组织形态、高温强度及室温塑性进行了考察。结果表明 :两种粉末法制得的复合材料具有类似的显微组织 ,即Nb固溶体与硅化物两相均呈现等轴状晶粒分布。合金元素Mo、W对烧结组织形貌无明显影响 ,但可改变凝固过程Nb5Si3的析出机制 ,从而优化氩弧熔炼合金的组织形态。粉末合金保持较高高温强度 ,并具有较高室温塑性。熔炼材料的高温强度远高于粉末合金 ,其中Nb 16Si 10Mo 15W合金 16 0 0℃时的压缩屈服强度高达50 0MPa。     

Nb／Nb5Si3原位复合材料的开发研究

Ｎｂ／Ｎｂ５Ｓｉ３原位复合材料极具替代现有镍基超合金作为未来飞行器发动机超高温部件材料的潜力。本研究采用反应热压烧结、反应放电等离子烧结等粉末冶金技术及氩弧熔炼技术制备了多种成分的Ｎｂ／Ｎｂ５Ｓｉ３原位复合材料,并对其组织形态、高温强度及室温塑性进行了考察。结果表明：两分末法制得的复合材料具有类似的显微组织,即Ｎｂ固溶体与硅化物两相均呈现等轴状日晶粒分布。合金元素Ｍｏ、ＷＥ对烧结组织形貌无明显影响     

冷加工和热处理对Nb及Nb合金弹性性能的影响

研究了冷加工和热处理对Nb及两种Nb基弹性合金弹性性能(包括弹性极限、弹性模量以及弹模温度系数)的影响。试验结果表明:(1)Nb—2Mo—2Zr—1Ti单相合金回复态弹性极限较冷轧态及再结晶态的皆高。时效硬化型合金Nb—40Ti—5.5Al,尽管冷轧态弹性极限较低,但经时效处理,弹性极限增加较多,而弹性模量只有少量变化,从而储能比(σ_?~2/E)大大增加(2)强烈冷变形态及再结晶态纯Nb弹性模量随温度变化(E—T)关系皆存在反常升高现象。强烈冷变形态Nb经600℃,4h处理,(回复态),E—T反常关系消失;而再结晶Nb经600℃,4h处理,反常关系不起变化。本文还讨论了无磁性的Nb弹性反常机理。     

Microstructure of Nb／Nb5Si3 in—situ composites

The Nb-10Si(mole fraction,%)alloy was fabricated using the vacuum arc-melting method and heat-treated at 1850℃ and 1550℃ for2-100h in Ar atmosphere.The microstructure of the alloy has been investigated using Xray diffractometry(XRD),scanning electron microscopy(SEM)equipped with X-ray energy dispersive spectrometry (EDS)and transmission electrom microscopy(TEM).The results show that 1550℃,100h is an optimum heat-treatment condition to acquire the equilibruum Nb Nb5Si3 two-phase microstructure.The microstructure of Nb-10Si alloy in the as-cast condition consists of continuous Nb3Si matrix and dispersed Nb particles,which implies that th alloy is in the metastable equilibrium state.In th case of 1850℃，2h heat-treatment the Nb particles are coarsened evidently.However,in the heat-treatment condition of 1550℃ for 25-100h the growth of Nb particles in unconspicuous.After heattreated at 1550℃，Nd3Si phase transforms into the equilibrium Nb5Si3 and Nb phase with the increase of heat-treatment time gradually.TEM obsevations reveal that the interface of Nb phase Nb5Si3 phase is clean and some twins with about 10nm in width are found.     

SPS熔铸工艺制备Nb/Nb5Si3原位复合材料

以Nb,Si粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术,原位合成了密实的Nb/Nb5Si3复合材料。利用扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)和X射线衍射(XRD)等手段对材料的组织结构进行了分析,并探讨了材料的结构形成机制。结果表明,合成的材料由近球状的Nb颗粒与Nb-Nb5Si3共晶组织组成;SPS过程中产生的放电等离子体使Si粉及Nb颗粒的表面熔化,熔融的Nb和Si在冷却过程中发生共晶反应而形成Nb-Nb5Si3共晶体,而未反应完的Nb颗粒则均匀分布在共晶组织中     

高Nb高强度低合金耐候钢中Nb、Ti析出相的特征

用光学显微镜、热场发射扫描电子显微镜以及透射电子显微镜对高Nb高强度低合金耐候钢中的Nb、Ti析出相特征进行了观察分析。结果表明,试验钢中的Nb、Ti析出相为面心立方结构,大部分为Nb、Ti相一起析出,且尺寸较大,主要分布于晶界。单相有两种,一种为立方TiN,尺寸较大,另一种为富Nb或者富Ti的Nb,Ti碳氮化物,大部分尺寸超过50 nm;复合析出为以富Ti析出(Ti, Nb)C为基形成的“核心”和以富Nb析出(Nb, Ti)C为边缘形成的“帽子”,平均尺寸为150 nm。     

Nb／Ti扩散研究

研究了Nb／Ti扩散的特性和机理以及经过相同时间、不同温度时效热处理的Nb／Ti扩散偶样品中NbTi合金层的厚度、保温结束后淬火与炉冷的扩散偶样品中NbTi合金层微观结构的区别，讨论了它们对NbTi超导体微观结构和性能的影响。研究表明通过选择合适的扩散制度能获得理想的微观结构和制备出高性能的NbTi超导线材。     

Nb合金的保护涂层

航空航天工业要求材料在高温条件下具有较高性能 ,因此难熔金属基合金已成为替代 Ni基超合金的首选材料。Nb在难熔金属中密度较低 ,得到广泛关注 ,但在氧化环境下 ,Nb及 Nb合金性能急剧下降 ,通过改良合金的方法虽然能提高其抗氧化性能 ,但却不能保证其机械加工性能 ,因此 ,有必要研制一种 Nb合金氧化环境下的高温保护涂层。在众多涂层工艺中 ,固体渗入法 ( Pack Cementation)是最有前途的方法之一。该法通过对 PC工艺进行改进 ,发展了一种 3、 4种元素共沉积的单级固体渗入工艺。它是将名义纯度为 99.8%以上的 Nb,Fe,Cr,Si元素的粉末…     

Al对Nb/Nb5Si3复合材料高温抗氧化性能的影响

采用放电等离子烧结制备Nb-20Si、Nb-20Si-10Al和Nb-20Si-15Al合金,并研究其在800℃的氧化行为,利用XRD和SEM分别对合金氧化膜的相组成及形貌进行了观察和分析.结果表明,在Nb-20Si-15Al的氧化膜中存在玻璃态SiO<,2>,使氧化膜平整,抑制了氧的扩散.     

碳纳米管增强Nb/Nb5Si3复合材料的组织和性能研究

采用放电等离子烧结法(SPS)原位合成了多壁碳纳米管(CNTS)增强Nb/Nb₅Si₃复合材料,研究了不同含量的碳纳米管对Nb/Nb₅Si₃复合材料的组织和性能的影响。研究表明：Nb/Nb₅Si₃复合材料的相组成主要为Nb、α-Nb₅Si₃和γ-Nb₅Si₃,当CNTS加入量达到2wt.%时开始出现了新相Nb₄C₃。复合材料的力学性能(压缩强度、断裂韧性)随着碳纳米管含量的增加而增加,加入2wt.%CNTs时达到最大值,压缩强度和断裂韧性提高幅度分别达到56%、31%;随后加入3wt.%CNTs时,压缩强度和断裂韧性都有所降低。复合材料断口的扫描电镜照片表明,复合材料的断裂模式主要为脆性解理断裂并有部分沿晶断裂,复合材料的增韧化作用主要是由于碳纳米管的拔出效应和桥联机制。     

超导腔束管与法兰接头处Nb/Nb55Ti焊接工艺试验

超导腔是粒子加速器的核心部件,目前国内外针对超导腔的焊接研究主要集中于半单元间的纯Nb对接接头.对于超导腔束管与法兰间的焊接研究较少,为了探索该接头处异种材料的焊接工艺,采用Nb板与Nb55Ti板垂直搭成的L形接头来模拟超导腔电子束焊接时束管与法兰的接头,在8,12,20 mA束流下进行试验,焊后对不同束流参数下接头的...     

Diffusion behavior of Nb element in high Nb containing TiAl Alloys by reactive hot pressing

Diffusion behavior of Nb in elemental powder metallurgy high Nb containing TiAl alloys was investigated. The results show that Nb element dissolves into the matrix by diffusion. Pore nests are formed in situ after Nb diffusion. With the increase in hot pressing temperature, the diffusion of Nb will be more sufficient, and the microstructure is more homogeneous. Nb element diffuses completely at 1400℃. Meanwhile, compression deformation and agglomeration phenomena of pores are observed in some pore nests. Hot isostatic pressing （HIP） treatment can only efficiently decrease but not eliminate porosity completely.     

快速凝固Nb3Al—Nb固溶体再相合金的组织与性能

用快速凝固粉末冶金法制备完全致密的含Ｔｉ的Ｎｂ３Ａｌ－Ｎｂ固液体两个相合金,和铸锭法相比较,所制合金的组织显著细化,屈服强度显著提高,通过Ｎｂ３Ａｌ与塑性相Ｎｂ固溶体的复合,合金的低温脆性较Ｎｂ３Ａｌ明显减小。     

Nb在灰铸铁中的存在形态

用附带能谱的扫描电镜研究了Nb在灰铸铁中的存在形态,结果显示：少量Nb以原子形式固溶于基体,绝大多数Nb形成富Nb相镶嵌在基体上面;富Nb相形态丰富,有块状（包括方块状和三角形）、不规则形状（包括X型、Y型）以及条棒状;在富Nb相形成过程中,TiN可能作为异质核心,因而对富Nb相的形成起了促进作用。     

多晶Nb的纳米压痕研究

晶界硬化和滑移越过晶界传播的机制是材料变形研究中的两个重要问题，纳米压痕技术是研究滑移与晶界关系的有效手段之一．本文利用这一技术研究了多晶Nb晶界附近的变形行为，结果表明，当压痕打在一些晶界附近时，诱导了一种位移突变现象即晶界pop-in现象．与对应于材料初始塑性的pop—in不同，这种晶界pop-in现象与晶界二侧晶粒取向差密切相关．晶界pop—in与晶界附近硬度的变化无明显关联．     

烧结温度对放电等离子烧结Nb/Nb5Si3复合材料显微结构的影响

采用放电等离子烧结技术,分别在1500、1600、1680℃下对Nb-20Si试样进行烧结,研究了烧结温度对Nb/Nb<,5>Si<,3>复合材料显微结构的影响.结果表明,烧结温度高于1500℃时,烧结试样由Nb和Nb<,5>Si<,3>两相组成;随烧结温度的升高,烧结试样中Nb颗粒尺寸减小,试样致密度逐渐增大;烧结温度为1680℃时,显微组织中出现大量Nb+Nb<,5>Si<,3>共晶组织.