發(fā)布時間：2021-09-01 20:15

　　Nb-Ti-Si基超高溫合金具有低密度、高熔點、良好的高溫強度和抗蠕變性能等一系列優(yōu)點,因而在航空航天等領(lǐng)域呈現(xiàn)出重要的應用前景。然而,由于Nb-Ti-Si基超高溫合金的熔點很高,采用傳統(tǒng)熔煉工藝制備該合金時能耗較大,并且極易產(chǎn)生成分不均勻及污染,因而需要在超高真空下多次重熔才能獲得成分相對均勻、純凈的合金,這導致合金的制備成本高、周期長,嚴重阻礙了該系列合金的實際應用。采用機械合金化的方法制備高質(zhì)量粉末,然后對其熱壓燒結(jié)成形,可望制備出組織均勻及綜合性能優(yōu)良的Nb-Ti-Si基超高溫合金。制備高質(zhì)量的Nb-Ti-Si基超高溫合金粉末是后續(xù)熱壓燒結(jié)的前提,然而到目前為止尚缺乏機械合金化工藝對Nb-Ti-Si基超高溫合金粉末內(nèi)部組織、成分變化及雜質(zhì)含量等影響規(guī)律的系統(tǒng)研究。此外,有關(guān)熱壓燒結(jié)工藝對Nb-Ti-Si基超高溫合金組織、相形成及其力學、高溫抗氧化性能影響也有待深入研究。有鑒于此,本文以配料成分為Nb-（20,22）Ti-15Si-5Cr-3Hf-3Al（at.%）的Nb-Ti-Si基超高溫合金為研究對象,以機械合金化及熱壓燒結(jié)為材料制備方法,系統(tǒng)研究了機械合金化工藝對合金粉末形... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

Nb-Si二元相圖

磨速度下隨球磨時間增加，粉末顆粒不斷細化并圓化成近均勻；同時，由于晶粒細化和點陣應變的增加，Nb 的衍降低，但并未定量計算晶粒尺寸和點陣應變；Ti, Hf, Si 原，形成過飽和固溶體粉末；提高球磨速度使得機械合金化加細化并促進形成超飽和固溶體；增加球料比提高了粉末，機械合金化進程顯著加快；酒精作為過程控制劑可以有化進程較慢，而使用硬脂酸作為過程控制劑時，混合粉末寸分布更均勻，機械合金化進程明顯加快，但對球磨過程金粉末的機械合金化行為的影響并未進行研究。燒結(jié)過程結(jié)通�？煞譃闊Y(jié)初期、中期和末期三個階段。圖 1-3 描階段的典型致密化曲線。燒結(jié)初期，顆粒間形成頸縮，該有約 2~3%的密度提升。當燒結(jié)進入中期后，密度顯著提相對密度；該階段孔隙間互相連通。燒結(jié)末期孔隙由連通隨著燒結(jié)進行，孔隙逐漸收縮，孔隙消失時，就實現(xiàn)了完

西北工業(yè)大學工學博士學位論文為晶格和晶界擴散系數(shù)，p 是燒結(jié)應力，a 是顆粒半徑。主導下的致密化速率與顆粒尺寸的冪次方成反比，因此顆行得越快。與顆粒尺寸不同，致密化速率與晶格/晶界擴擴散系數(shù)與溫度之間的阿累尼烏斯關(guān)系，因此隨溫度升高。的每一階段往往并不是由單一因素所主導。燒結(jié)初期，塑作用，但擴散導致的燒結(jié)坯體幾何結(jié)構(gòu)變化一般也不可以變和擴散機制同時起作用，二者相對貢獻的大小則與材料燒結(jié)溫度和外加壓力）以及燒結(jié)坯體幾何拓撲結(jié)構(gòu)密切相，影響燒結(jié)/致密化速率的因素主要有三點，即燒結(jié)溫度寸。圖 1-4 給出了這三種因素變化下燒結(jié)坯體相對密度隨燒結(jié)溫度 (T) 升高、燒結(jié)應力（外加壓力 P）增大、顆粒速率提升。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]稀土Y對Nb-Ti-Si基超高溫合金組織及抗氧化性能的影響[J]. 張昊,郭喜平,喬彥強.  材料熱處理學報. 2016(01)
[2]放電等離子燒結(jié)制備Nb-Si-Ti-Al-Hf-Cr合金的顯微組織及力學性能[J]. 趙東陽,劉偉,沙江波.  材料工程. 2015(10)
[3]Cr含量對Nb-Si基超高溫合金組織和室溫斷裂韌性的影響[J]. 張松,郭喜平.  材料研究學報. 2015(09)
[4]Hf含量對Nb-Si基超高溫合金組織的影響[J]. 張松,郭喜平.  稀有金屬材料與工程. 2015(09)
[5]Zr含量對Nb-Ti-Si基超高溫合金組織及抗氧化性能的影響[J]. 曾宇翔,郭喜平,喬彥強,聶仲毅.  金屬學報. 2015(09)
[6]合金元素Hf,Sn,Ta,Zr,Dy和Ho對Nb-Nb5Si3合金組織和力學性能的影響[J]. 郭建亭,周蘭章,田玉新,侯介山,李谷松.  金屬學報. 2015(07)
[7]Nb-Si金屬間化合物基超高溫合金研究進展[J]. 賈麗娜,翁俊飛,沙江波,周春根,張虎.  中國材料進展. 2015(05)
[8]高溫材料研究進展及其在航空發(fā)動機上的應用[J]. 劉巧沐,黃順洲,劉佳,張乘齊,房人麟,裴會平.  燃氣渦輪試驗與研究. 2014(04)
[9]Nb-Si基高溫合金定向凝固制備技術(shù)的研究進展[J]. 郭海生,郭喜平,趙鴻磊.  稀有金屬材料與工程. 2014(04)
[10]球磨時間和熱壓溫度對粉末冶金Nb-16Si-22Ti-2Al-2Hf-2Cr合金顯微組織和室溫力學性能的影響[J]. 符永明,劉偉,宗偉,沙江波.  稀有金屬材料與工程. 2013(02)

博士論文
[1]Hf、B和Cr對Nb-Si基超高溫合金組織和性能的影響[D]. 張松.西北工業(yè)大學 2016
[2]粉末冶金法制備Nb-Si難熔合金及其組織演變與性能研究[D]. 王曉麗.哈爾濱工業(yè)大學 2011

碩士論文
[1]Nb-Si基共晶自生復合材料的定向凝固組織特征及性能[D]. 高麗梅.西北工業(yè)大學 2005



本文編號：3377620