退火对(Mo1-xNbx)5Si3高温合金组织与力学性能的影响

采用电弧熔炼结合高温退火技术制备(Mo1-xNbx)5Si3(其中,x=0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)系高温合金,研究了退火处理对其组织和性能的影响.结果表明:退火使合金组织趋于均匀化,Mo的加入使Nb5Si3合金的组织由α型向β型转变;退火前后试样的硬度均呈先增高后降低的抛物线规律,退火后试样的硬度高于退火前的硬度;断裂韧性呈先降低后升高的规律:断口主要以脆性断裂为主.     

合金化和热处理对难熔金属硅化物基合金组织和性能影响的研究现状

综述了合金化和热处理对硅化物基合金组织和性能的影响。在铌硅化物基合金中添加Mo，W或Al后，电弧熔炼态组织中的硅化物相为βNb5Si3；添加Cr或者V后，硅化物相为αNb5Si3：加入Ti后，硅化物相是Nb3Si。添加Ti，Hf和B可提高铌硅化物基合金的室温断裂韧性，添加W或Mo后合金的高温强度显著提高，而添加Cr，Al和Ti明显改善其高温抗氧化性能。在MoSi2中加入W，Nb和Ge等合金化元素后分别形成（Mo，W）Si2，（Mo，Nb）Si2或Mo（Si，Ge）2等硅化物，但在钼硅化物基合金中添加B后生成α—Mo，Mo3Si和T2相（MoSiB2），并且T2相所占的体积百分比与B的含量成正比。α-Mo相的含量对合金的断裂韧性和抗氧化性有重要影响。Nb或Mo的硅化物基合金的热处理温度都比较高，经过再结晶退火后合金中的组成相及其所占的体积百分比均发生变化，并且组织粗化，但分布更加均匀，从而对力学性能有显著的影响。     

W和W-Mo对等离子烧结Nb/Nb5Si3复合材料显微组织的影响

利用等离子烧结(SPS)技术,对Nb-20Si,Nb-20Si-10W和Nb-20Si-10W-10Mo试样进行了烧结,主要研究了W和W-Mo对Nb/Nb5Si3复合材料显微组织的影响.利用扫描电镜(SEM)观察显微组织,X射线衍射仪(XRD)分析相组成,电子探针微观分析(EPMA)进行成分分析.结果表明:烧结样品相对密度达到99.59%;W可以很好地固溶在Nb/Nb5Si3复合材料中,且显微组织没有变化;W-Mo固溶后显微组织有明显变化,出现了单质Nb相,W和Mo复合固溶的Nb相固溶体,并且有部分Nb固溶在W相中,在Nb5Si3相中没有发现固溶现象.     

合金元素W对MoSi2显微组织和力学性能的影响

探讨了加入合金元素W对MoSi2材料组织和性能的影响.通过热压工艺制备T(Mo1-x,Wx)Si2合金试样.对合金试样的物相组成、断口形貌、微区成分及显微组织进行了分析,并对合金的硬度、力学性能及致密度进行了分析测试.结果表明,其主要物相为MoSi2、WSi2、W5Si3及少量的Mo4.8 Si3C0.6;合金元素W的加入细化了晶粒,强化了基体;使MoSi2复合材料的硬度明显提高,且随着W元素的增多,材料的抗压强度、硬度提高;相对密度呈先增后减的趋势,当Mo:W为6:4时,材料的致密度最高,达到95.32%;合金主要以穿晶和沿晶的脆性断裂为主,合金韧性没有明显改善.     

退火时间对Mo5Si3合金组织与性能的影响

以纯金属Mo和纯Si为原料,采用电弧熔炼法制备了Mo5Si3合金。在1200℃对其进行不同时间真空退火,并对合金的相组成、显微结构及力学性能进行分析。结果表明,随退火时间的延长,合金致密度、显微硬度和抗压强度提高,其压痕断裂韧性表现出先增加后降低的趋势,退火20 h后合金断裂韧性为3.23 MPa.m1/2。退火50 h后,合金主要物相为Mo5Si3和少量MoSi2,在合金中形成Mo5Si3/MoSi2层片状组织结构,层片间距在20～50μm之间。Mo5Si3晶粒尺寸和点阵畸变分别为87.3 nm和0.0986%,合金具有纳米晶结构。     

合金化对MoSi_2室温韧性的影响

配制和电弧熔炼了MoSi2、(Mo,2at%Nb)Si2、(Mo,6at%Nb)Si2、Mo(Si,2at%Al)2、Mo(Si,4at%Al)2和(Mo,2at%Cr)Si2六种合金,用XRD、SEM-EDS、EPMA、维氏硬度计及压痕法研究了Nb、Al、Cr合金化对MoSi2组织结构、室温硬度及断裂韧性的影响.结果表明,2at%Al、4at%Al和2at%Cr三种合金均得到了单一四方C11b相;6at%Nb合金因Nb含量高,导致部分四方C11b相转变为六方C40相,合金出现灰色C11b基体相与亮白色层片状C40第二相双相组织,部分C40相中存在几乎平行排列的宽度贯穿裂纹.Nb、Al、Cr合金化都降低了MoSi2的维氏硬度,提高断裂韧性,其中2at%Nb、4at%Al合金的断裂韧性最高,达到了5.90 MPa·m1/2,提高了69%.     

Mo含量对一种镍基单晶高温合金显微组织和持久性能的影响

采用螺旋选晶法制备镍基单晶高温合金,研究了Mo含量（质量分数）分别为2％,3％,4％时合金的显微组织和高温持久性能．结果表明：3种成分合金的铸态组织均由γ和γ′相组成．1100℃,500h热暴露后,4％Mo合金中的μ相大量析出并长大,3％Mo合金中只有少量μ相析出,2％Mo合金中不析出μ相．析出的μ相主要由Mo,Re,W,Cr,Co和Nb等元素组成．其中,Mo形成μ相倾向最强;Re,W和Cr次之;Nb和Co最小．大量棒状μ相的析出严重损害了合金的高温持久性能,少量“相不降低合金的高温持久性能．考虑到Mo的固溶强化作用使合金高温持久性能升高,对于Ni-5Cr-10Co-4W-3Re-5.6Al-8Ta-1Ti-0．5Nb基础成分合金,最佳的Mo含量为3％．     

Effects of annealing time on microstructure and mechanical properties of MosSi3 alloy

以纯金属Mo和纯Si为原料，采用电弧熔炼法制备了Mo5Si3合金。在1200℃对其进行不同时间真空退火，并对合金的相组成、显微结构及力学性能进行分析。结果表明，随退火时间的延长，合金致密度、显微硬度和抗压强度提高，其压痕断裂韧性表现出先增加后降低的趋势，退火20h后合金断裂韧性为3．23MPa·m^1/2。退火50h后，合金主要物相为Mo5Si3和少量MoSi2，在合金中形成M05Si3／MoSi2层片状组织结构，层片间距在20-50μm之间。M05Si3晶粒尺寸和点阵畸变分别为87．3nm和0．0986％，合金具有纳米晶结构。     

热处理对(Mo0.85Nb0.15)Si2单晶显微结构的影响

电弧熔炼制备的(Mo0.85Nb0.15)Si2合金为MoSi2(C11b结构)和NbSi2(C40结构)两相组织.以电弧熔炼得到的合金为母合金,通过光学悬浮区域熔炼法,选择适当的生长速度4 mm/h制备了(Mo0.85Nb0.15)Si2单晶,单晶结构为C40结构.对单晶在1 200～1 700℃进行不同时间的退火处理.研究了不同热处理制度对合金显微结构的影响规律.结果表明:经1 600℃,6 h退火处理后,在合金中形成了排列紧密、方向取向相同的全片层状结构,片层间距为200～300 nm.经EDS分析,这种片层结构由贫Nb的C11b相和富Nb的C40相组成.     

元素合金化对Nb基高温合金组织和力学性能的影响

综述了近年来国内外在合金化改善Nb基高温合金组织形貌、提高力学性能方面所取得的进展,分析了Ti,Cr,Hf和Mo等合金化元素对合金中Laves相,亚稳相Nb3Si和γ-Nb5Si3的影响,总结了合金元素对材料力学性能的影响规律.     

La2O3-Mo5Si3/MoSi2复合材料的力学性能和高温氧化行为

通过自蔓延高温合成了稀土协同Mo5Si3复合强韧化MoSi2的复合粉末,研究了La2O3-Mo5Si3/MoSi2复合材料的室温力学性能和高温氧化特性。结果表明:与纯MoSi2相比,稀土和Mo5Si3细化了材料的晶粒,提高材料的室温弯曲强度和断裂韧性,其强化机制为细晶强化,韧化机制为细晶韧化、裂纹偏转、裂纹分支和微桥接;当Mo5Si3含量不超过30%(摩尔分数)时,随着Mo5Si3含量的增加,材料的抗氧化性能降低,而RE-40%Mo5Si3/MoSi2(摩尔分数)复合材料出现粉化现象;RE-Mo5Si3/MoSi2复合材料抗氧化性的降低,主要是由于Mo5Si3较差的抗氧化性、材料致密度的降低以及晶粒细化的结果;0.8%稀土(质量分数)协同5%Mo5Si3(摩尔分数)的RE-Mo5Si3/MoSi2复合材料具有较好的综合力学性能和高温抗氧化特性。     

多相难熔Nb-16Si-2Fe原位复合材料的超塑性

通过机械合金化和热压烧结制备了新型Nb-16Si-2Fe原位复合材料.XRD分析表明:制备的复合材料由铌固溶体(Nbss)相、Nb3Si相、Nb5Si3相和Nb4Fe3Si5相组成.各物相的平均品粒尺寸均为3 um,并且呈等轴状.在高于Nb4Fe3Si5固相线温度91℃,有大量的Nb4Fe3Si5液相存在,该复合材料具有良好的超塑性.在1450℃延伸率达到512%.变形后微观组织和DSC分析表明,Nb4Fe3Si5液相的粘性流动是超塑性变形的主要机制.该复合材料的超塑性现象与镁基.铝基复合材料的液相协调超塑性明显不同.     

MoSi_2加热元件的高温碳化

采用XRD、SEM和EPMA技术研究MoSi2棒材的高温碳化行为。结果显示:试样心部仍为MoSi2相,碳化产物为Mo5Si3C和Mo2C;碳化层组织疏松,有大量圆形孔洞存在,厚度约为500～800μm,心部组织表现为MoSi2沿晶和穿晶脆性断裂特征;碳化产物位于三元Mo-Si-C平衡相图中Mo5Si3、Mo5Si3C和Mo2C三相区内,试样由内到外,Mo2C含量逐渐升高;碳化产物主要由Mo5Si3碳化形成,而并非MoSi2的直接碳化产物。     

Mo-Si-C系金属间化合物Mo_5Si_3C Gibbs生成自由能估算

根据最小自由能原理和向下凸曲面性质推导出估算三元系和二元系金属间化合物热力学数据的判断式 ,并以 Mo- Si- C三元系为例 ,估算了三元相 T(Mo5 Si3C)的 Gibbs生成自由能。     

MIC公司的钛白生产及战略

根据最小自由能原理和向下凸曲面性质推导出估算三元系和二元系金属间化合物热力学数据的判断式,并以Mo-Si-C三元系为例,估算了三元相T（Mo5Si3C）的Gibbs生成自由能。     

Indentation toughness of Mo5Si3—based alloys

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｄｅｍａｎｄｓｆｏｒｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｅｎｅｒｇｙｃｏｎ ｖｅｒｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｎｅｃｅｓｓｉｔａｔｅｓｆｏｒｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｏｐｅｒａｔ ｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｏｂｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ .     

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。     

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