Nb-Si基超高温合金制备技术及抗氧化硅化物渗层 被引量：5

1

作者 郭喜平 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期120-125,135,共7页

Nb-Si基超高温合金具有高熔点、适中的密度、良好的高低温力学性能等特征,有潜力应用于1200-1 450℃高温,但其抗氧化性能较差。综述了该合金的成分特点、制备方法、特别是其抗氧化硅化物渗层的制备方法、组织特点及其氧化行为。重点介... Nb-Si基超高温合金具有高熔点、适中的密度、良好的高低温力学性能等特征,有潜力应用于1200-1 450℃高温,但其抗氧化性能较差。综述了该合金的成分特点、制备方法、特别是其抗氧化硅化物渗层的制备方法、组织特点及其氧化行为。重点介绍了该合金的整体定向凝固方法及其组织特点。开发了Al,Y,Cr,B,Ce,Zr,Ge等单元以及多元联合改性的NbSi2基硅化物涂层体系,其中多种涂层体系经1250-1350℃恒温氧化100-200 h或1 250℃-室温循环氧化100次后仍对基体合金具有优异的保护能力。其中最具有代表性的是采用Si-Al-Y2O3包埋共渗在Nb-Si基超高温合金表面制备的Y,Al二元联合改性硅化物渗层。Al对渗层氧化行为的改性体现于对氧化膜组织结构的影响,即合适的Al含量可促使在渗层（Nb,X）Si2外层的表面优先生成SiO2,从而形成以SiO2·Al2O3为主的致密氧化膜。 展开更多

关键词 nb-si基超高温合金 合金化 制备技术 抗氧化渗层 改性硅化物 包埋共渗 Al 定向凝固

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Ti-Nb-Si基超高温合金Si-Cr共渗抗氧化涂层的显微组织 被引量：6

2

作者 乔彦强 郭喜平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1993-1999,共7页

采用在1250、1350和1400℃ Si-Cr包埋共渗10h的方法,在Ti-Nb-Si基超高温合金表面制备了Cr改性硅化物涂层。结果表明:各温度下制备的涂层均具有多层复合结构;随包埋共渗温度的升高,涂层外层和中间层的组成相都发生改变。经1250℃,10hSi-C... 采用在1250、1350和1400℃ Si-Cr包埋共渗10h的方法,在Ti-Nb-Si基超高温合金表面制备了Cr改性硅化物涂层。结果表明:各温度下制备的涂层均具有多层复合结构;随包埋共渗温度的升高,涂层外层和中间层的组成相都发生改变。经1250℃,10hSi-Cr共渗时涂层外层为(Ti,X)5Si3(X代表Nb、Hf和Cr元素),中间层为(Ti,X)5Si4,过渡层(Ti,X)5Si3很薄;当提高共渗温度至1350℃时,涂层外层中Cr含量明显提高,外层除了(Ti,X)5Si3外,还出现含Cr的三元相(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3,中间层由(Ti,X)5Si4和(Ti,X)5Si3两相组成,而过渡层((Ti,X)5Si3)增厚;继续提高共渗温度至1400℃时,涂层外层主要由(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3三元相组成,中间层已全部由(Ti,X)5Si3相组成,在过渡层与基体间还存在不连续的块状(Nb,Ti)3Si相,Si-Cr共渗温度对Cr扩散的影响更为显著。 展开更多

关键词 Ti-nb-si基超高温合金 包埋渗 Si-Cr共渗 涂层结构

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Nb-Si基超高温合金的定向凝固研究进展 被引量：4

3

作者 燕云程 康永旺 +1 位作者 宋尽霞 丁宏升 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期86-90,共5页

主要论述水冷铜坩埚内的Czochralski定向凝固、电子束定向凝固、光悬浮定向凝固、整体定向凝固和电磁冷坩埚定向凝固5种定向凝固的基本原理,优缺点以及研究定向凝固Nb-Si基超高温合金所取得的进展。现阶段,基本不用Czochralski定向凝固... 主要论述水冷铜坩埚内的Czochralski定向凝固、电子束定向凝固、光悬浮定向凝固、整体定向凝固和电磁冷坩埚定向凝固5种定向凝固的基本原理,优缺点以及研究定向凝固Nb-Si基超高温合金所取得的进展。现阶段,基本不用Czochralski定向凝固和电子束定向凝固研究Nb-Si基超高温合金了;到目前为止,光悬浮定向凝固是制备研究Nb-Si基超高温合金的主要手段;整体定向凝固制备的Nb-Si基超高温合金的断裂韧性已达20MPa·m1/2左右;电磁冷坩埚定向凝固制备的Nb-Si基超高温合金的高温拉伸强度已达200MPa(1250℃)。 展开更多

关键词 nb-si基超高温合金 Czochralski定向凝固 电子束定向凝固 光悬浮定向凝固 整体定向凝固 电磁冷坩埚定向凝固

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Nb-Si基超高温合金的研究进展 被引量：3

4

作者 郑蕾 贾丽娜 +1 位作者 张虎 徐惠彬 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期12-18,共7页

Nb-Si基超高温合金由于熔点高、密度低和优良的高温强度等特点受到广泛关注,极具作为下一代高推重比航空发动机和超然冲压发动机的热端部件用材料的潜力。本文主要介绍了国内外在合金化、粉末冶金、定向凝固和热处理工艺对Nb-Si基合金... Nb-Si基超高温合金由于熔点高、密度低和优良的高温强度等特点受到广泛关注,极具作为下一代高推重比航空发动机和超然冲压发动机的热端部件用材料的潜力。本文主要介绍了国内外在合金化、粉末冶金、定向凝固和热处理工艺对Nb-Si基合金组织和性能影响等方面的研究现状,并展望了其发展趋势。 展开更多

关键词 nb-si 超高温合金 力学性能 热处理

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Ti-Nb-Si基超高温合金Si-Cr共渗涂层在1250℃的氧化行为 被引量：1

5

作者 乔彦强 郭喜平 任家松 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期64-68,73,共6页

利用包埋共渗法在Ti—Nb—Si基超高温合金表面制备了Si-Cr共渗涂层，共渗温度为1350℃，时间为10h。将Si—Cr共渗后的试样在1250℃下分别氧化5，10，20，50h和100h。利用SEM，EDS和XRD等分析方法研究了涂层及氧化后氧化膜的结构、元素... 利用包埋共渗法在Ti—Nb—Si基超高温合金表面制备了Si-Cr共渗涂层，共渗温度为1350℃，时间为10h。将Si—Cr共渗后的试样在1250℃下分别氧化5，10，20，50h和100h。利用SEM，EDS和XRD等分析方法研究了涂层及氧化后氧化膜的结构、元素分布及相组成。结果表明，氧化前Si—cr共渗涂层分为4层：最外层为（Ti，X）5Si3（X代表Nb，Hf和Cr元素）和（Nb1.95Cr1.05）Cr2Si。3次外层为（Ti，X）5Si3，中间层为（Ti，X）5Si4，过渡层为（Ti，X）5Si3。涂层试样在1250℃氧化后形成的氧化膜分为两层：外层为（Ti，Nb，Cr）O2，下层为SiO2。未加涂层的试样在1250℃氧化遵循直线规律。加涂层的试样在1250℃氧化遵循分段抛物线规律，5～20h内为Y=15．81＋3．92t1/2，20～100h内为Y=-82．71＋27．12t1/2。在20～100h内氧化的抛物线速率常数比5～20h内氧化的大约高1个数量级。具有高Cr含量的外层比中间层及过渡层具有较好的抗氧化性。 展开更多

关键词 Ti—Nb—Si基超高温合金 包埋渗 Si—Cr共渗涂层 氧化行为

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Nb-Si金属间化合物基超高温合金研究进展 被引量：4

6

作者 贾丽娜 翁俊飞 +2 位作者 沙江波 周春根 张虎 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期372-378,382,共8页

Nb-Si金属间化合物基超高温合金具有熔点高、密度低、高温强度和加工性能良好的优点,被认为是最有希望取代第3代Ni基单晶高温合金的候选材料。介绍了Nb-Si金属间化合物基超高温合金的典型组织特征、合金成分优化、组织控制以及组成相的... Nb-Si金属间化合物基超高温合金具有熔点高、密度低、高温强度和加工性能良好的优点,被认为是最有希望取代第3代Ni基单晶高温合金的候选材料。介绍了Nb-Si金属间化合物基超高温合金的典型组织特征、合金成分优化、组织控制以及组成相的作用等方面的研究进展。目前,室温韧性、高温强度和高温抗氧化性能等单项指标基本达到应用要求,但综合性能指标距航空发动机热端部件的应用要求还有较大差距。未来,在合金优化设计的基础上,如何寻求更合适的组织控制途径,实现室温韧性、高温强度和高温抗氧化性能硅化物的综合匹配,是Nb-Si金属间化合物基超高温合金发展的重要研究方向。 展开更多

关键词 nb-si金属间化合物基超高温合金 组织特征 综合性能

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铌硅化物基超高温合金Si-Y_2O_3共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能 被引量：23

7

作者 齐涛 郭喜平 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1219-1225,共7页

采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,研究其在1250℃的恒温氧化性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y2O3共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化.结果表明:涂层具有明显分... 采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,研究其在1250℃的恒温氧化性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y2O3共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化.结果表明:涂层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)外层和(Nb,X)5Si3过渡层,在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)2(Nb,Ti)块状沉淀.EDS分析表明,涂层中的Y分布是不均匀的,(Cr,Al)2(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右,而(Nb,X)Si2和(Nb,X)5Si3相的Y含量为0.46at%～0.57at%.经1250℃分别氧化5,10,20,50和100h后,Si-Y2O3共渗涂层保持其原始的相组成,并在其表面形成以TiO2、SiO2和Cr2O3组成的致密混合氧化膜,且与基体结合良好. 展开更多

关键词 铌硅化物基超高温合金 Si—Y2O3 共渗涂层 涂层结构 高温抗氧化性能

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铌基超高温合金表面Si-Al包埋共渗抗氧化涂层的组织形成 被引量：9

8

作者 田晓东 郭喜平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期7-12,共6页

通过1000～1150℃Si-Al包埋共渗8h的方法在铌基超高温合金表面制备Al改性硅化物抗氧化涂层,结果表明:实验温度下制备的涂层均具有多层复合结构;不同温度下共渗涂层外层的相组成不同,但最内层均由(Nb,Ti)Al3和(Cr,Al)2(Nb,Ti)组成。1050... 通过1000～1150℃Si-Al包埋共渗8h的方法在铌基超高温合金表面制备Al改性硅化物抗氧化涂层,结果表明:实验温度下制备的涂层均具有多层复合结构;不同温度下共渗涂层外层的相组成不同,但最内层均由(Nb,Ti)Al3和(Cr,Al)2(Nb,Ti)组成。1050℃、8hSi-Al共渗在合金表面形成了Al改性的硅化物涂层,其最外层主要为Nb3Si5Al2,依次往内为(Nb,X)(Si,Al)2(X代表Ti,Cr和Hf元素)层、(Nb,X)5Si3层以及最内层;而在1000℃、8h条件下Si-Al共渗形成的涂层以(Nb,Ti)Al3为主,其中含有少量的(Nb,X)5Si3,没有形成以硅化物为主的涂层;在1100℃、8h和1150℃、8h条件下Si-Al共渗形成的涂层外层以(Nb,X)(Si,Al)2为主,但其中Al含量(摩尔分数)仅为2.35%,没有形成Nb-Si-Al三元化合物层。 展开更多

关键词 铌基超高温合金 包埋渗 Al改性硅化物涂层

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Nb基超高温合金定向凝固组织及其共晶凝固机理研究进展 被引量：6

9

作者 郭海生 郭喜平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期56-59,共4页

Nb-Si基共晶体系超高温合金是目前最有希望应用于超高温环境的材料之一。目前的研究还仅仅停留在合金化改善其综合性能及抗氧化涂层的制备等方面,而对其共晶凝固机理等更深层次的研究还较少。从Nb基超高温合金铸态、定向凝固态组织及相... Nb-Si基共晶体系超高温合金是目前最有希望应用于超高温环境的材料之一。目前的研究还仅仅停留在合金化改善其综合性能及抗氧化涂层的制备等方面,而对其共晶凝固机理等更深层次的研究还较少。从Nb基超高温合金铸态、定向凝固态组织及相组成等角度入手对该合金的微观组织变化规律进行了分析和总结;并对Nb基超高温合金共晶凝固机理的研究进展进行了综述;此外,还讨论了该合金目前仍需解决的问题。 展开更多

关键词 Nb基超高温合金 定向凝固 共晶凝固 耦合生长 凝固速度 初生相

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铌硅基超高温合金Si-Ce共渗层的组织及高温抗氧化性能 被引量：12

10

作者 张艺 郭喜平 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第20期134-137,共4页

采用Si-CeO2包埋共渗的工艺在铌硅基超高温合金表面制备了Si-Ce共渗层,研究了其在1250℃时的恒温氧化性能。采用XRD、SEM及EDS分析了Si-Ce共渗层氧化前后的相组成、组织形貌及微区成分。结果表明:Si-Ce共渗层具有明显分层的结构,由外至... 采用Si-CeO2包埋共渗的工艺在铌硅基超高温合金表面制备了Si-Ce共渗层,研究了其在1250℃时的恒温氧化性能。采用XRD、SEM及EDS分析了Si-Ce共渗层氧化前后的相组成、组织形貌及微区成分。结果表明:Si-Ce共渗层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)外层和(Ti,Nb)5Si4过渡层,且Si-Ce共渗层的生长符合抛物线的动力学规律;1250℃的氧化结果显示,Si-Ce共渗层的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,其抛物线速率常数比未制备渗层的基体合金低4个数量级,说明其具有优异的高温抗氧化性能。 展开更多

关键词 铌硅基超高温合金 Si-Ce共渗层 包埋渗 共渗层结构 高温抗氧化性能

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Nb基超高温合金制备及定向凝固用坩埚的选择 被引量：4

11

作者 武兴君 郭喜平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期63-66,共4页

目前Nb基超高温合金的制备主要是通过多次电弧熔炼得到成分均匀的铸锭。其定向凝固或者是在水冷铜坩埚内采用Czochralski技术进行,或者是采用不需要坩埚的悬浮区熔法实现,但这两种方法都不能得到较高的温度梯度。为了获得更好的定向凝... 目前Nb基超高温合金的制备主要是通过多次电弧熔炼得到成分均匀的铸锭。其定向凝固或者是在水冷铜坩埚内采用Czochralski技术进行,或者是采用不需要坩埚的悬浮区熔法实现,但这两种方法都不能得到较高的温度梯度。为了获得更好的定向凝固组织,需要在超高温超高真空定向凝固设备上进行有坩埚的整体定向凝固。结合国内外共晶自生复合材料常用的制备技术,提出了适用于铌基超高温合金整体定向凝固技术的坩埚材料及其涂层技术。 展开更多

关键词 Nb基超高温合金 定向凝固 坩埚材料 涂层

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铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布 被引量：2

12

作者 何永胜 郭喜平 +1 位作者 孙志平 巨小创 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期4-9,共6页

采用真空非自耗电弧熔炼后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf-Mo-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了合金锭不同位置的组织形貌、相组成和成分分布特点。结果表明:母合金锭主要由Nbss,(Nb,X)5Si3和(Nb,X)3Si三相组成。母合... 采用真空非自耗电弧熔炼后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf-Mo-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了合金锭不同位置的组织形貌、相组成和成分分布特点。结果表明:母合金锭主要由Nbss,(Nb,X)5Si3和(Nb,X)3Si三相组成。母合金锭组织主要由初生Nbss枝晶,花瓣状Nbss+(Nb,X)5Si3共晶和块状(Nb,X)3Si组成;但在母合金锭底部和顶部的中心部位组织却由分布均匀的Nbss+(Nb,X)5Si3共晶组成,没有出现初生树枝状Nbss和块状(Nb,X)3Si。母合金锭中的成分分布特点为Si由锭边缘向中央逐渐升高,Ti由边缘向中央逐渐递减。 展开更多

关键词 铌硅化物基超高温合金 显微组织 相组成 电弧熔炼

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Y_2O_3对铌硅化物基超高温合金硅化物渗层组织的影响 被引量：6

13

作者 齐涛 郭喜平 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期12-18,共7页

采用包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备了Si-Y2O3共渗层,共渗温度为1050℃,共渗时间为10h。利用SEM,EDS和XRD等方法分析了渗剂中Y2O3添加量对渗层结构、组织形貌及其成分分布的影响,并与相同包埋渗温度和时间下单独渗Si渗层... 采用包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备了Si-Y2O3共渗层,共渗温度为1050℃,共渗时间为10h。利用SEM,EDS和XRD等方法分析了渗剂中Y2O3添加量对渗层结构、组织形貌及其成分分布的影响,并与相同包埋渗温度和时间下单独渗Si渗层的组织进行了对比。结果表明：在渗剂中添加不同含量Y2O3后的渗层具有相似的结构,均具有明显分层的结构,由外至内依次为（Nb,X）Si2（X表示Ti,Hf和Cr）层,（Nb,X）5Si3过渡层和富Al扩散区。与单独渗Si渗层相比,渗剂中添加Y2O3没有改变渗层表层的相组成,但抑制了渗层中孔洞的产生,使相同包埋渗温度和时间处理后Si-Y2O3共渗层的组织较单独渗Si渗层的更为致密。EDS能谱分析结果表明,Y在渗层中的分布是不均匀的,在靠近过渡层与基体界面处的Y含量较高,并由内向外逐渐递减。随渗剂中Y2O3含量增加,渗层中的平均Y含量出现先增加后降低的规律。当渗剂中Y2O3的加入量为1%2%（质量分数）时,Y2O3具有明显的催渗作用。 展开更多

关键词 铌硅化物基超高温合金 Si—Y2O3共渗层 包埋渗 涂层结构

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Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的室温断裂韧性研究进展 被引量：3

14

作者 郭宝会 郭喜平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第17期148-151,共4页

Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金具有良好的高温强度和高温抗氧化性能,但室温断裂韧性较差。为了提高该合金的室温断裂韧性,分析了该合金室温断裂韧性较低的原因,对有坩埚整体定向凝固技术、整体定向凝固+高温均匀化处理和热压烧结法等工艺对Nb... Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金具有良好的高温强度和高温抗氧化性能,但室温断裂韧性较差。为了提高该合金的室温断裂韧性,分析了该合金室温断裂韧性较低的原因,对有坩埚整体定向凝固技术、整体定向凝固+高温均匀化处理和热压烧结法等工艺对Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的室温断裂韧性的影响做了评述,指出了提高该合金室温断裂韧性将来努力的方向。 展开更多

关键词 Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金 室温断裂韧性 Cr2Nb相

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CeO_2对铌硅基超高温合金硅化物渗层组织及抗氧化性能的影响 被引量：3

15

作者 张艺 郭喜平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期99-107,共9页

采用Si-CeO2包埋共渗工艺于1 150℃在铌硅基超高温合金表面制备Si-Ce共渗层,分析渗剂中CeO2粉含量对共渗层组织、相组成及高温抗氧化性能的影响。结果表明:Si-Ce共渗层的组织、结构与单独渗硅层的相似,由(Nb,X)Si2(X表示Ti、Hf和Cr)外层... 采用Si-CeO2包埋共渗工艺于1 150℃在铌硅基超高温合金表面制备Si-Ce共渗层,分析渗剂中CeO2粉含量对共渗层组织、相组成及高温抗氧化性能的影响。结果表明:Si-Ce共渗层的组织、结构与单独渗硅层的相似,由(Nb,X)Si2(X表示Ti、Hf和Cr)外层、(Ti,Nb)5Si4过渡层和富Al扩散层组成。EDS分析结果表明,Ce在共渗层中的分布不均匀,而在由原基体合金中的(Nb,X)5Si3块转变而成的富Hf(Nb,X)Si2相中含量较高。渗剂中添加CeO2不仅起到了细化渗层组织的作用,而且起到了明显的催渗作用,当渗剂中CeO2粉含量为3%(质量分数)时催渗效果更显著。Si-Ce共渗层及单独渗硅层经1 250℃氧化50 h后的氧化膜均主要由TiO2与SiO2组成。但Si-Ce共渗层试样的氧化膜中TiO2棒更细小,并且在SiO2基体中的分布也更均匀,因而能显著改善氧化膜的粘附性与致密性,进而提高Si-Ce共渗层的高温抗氧化性能。 展开更多

关键词 铌硅基超高温合金 Si—Ce共渗层 包埋渗 微观结构 抗氧化性能

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Nb基超高温合金的制备技术及定向凝固组织 被引量：1

16

作者 姚成方 郭喜平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期65-68,72,共5页

Nb基超高温合金的制备技术主要包括粉末冶金、真空电弧熔炼和定向凝固等,其中定向凝固可以显著提高该合金的高低温力学性能。Nb基超高温合金的定向凝固组织主要由沿着定向凝固方向生长的初生Nbss枝晶、铌硅化物块或板条以及(Nbss+铌硅化... Nb基超高温合金的制备技术主要包括粉末冶金、真空电弧熔炼和定向凝固等,其中定向凝固可以显著提高该合金的高低温力学性能。Nb基超高温合金的定向凝固组织主要由沿着定向凝固方向生长的初生Nbss枝晶、铌硅化物块或板条以及(Nbss+铌硅化物)共晶等组成,定向凝固速率和固液界面前沿液相中的温度梯度会显著影响其组织形貌及尺寸。在其定向生长过程中,Nbss、铌硅化物及(Nbss+铌硅化物)共晶各相之间竞争生长,形成不同的组织形貌及尺寸,但在合适的条件下,共晶两相可以实现平行耦合生长。 展开更多

关键词 Nb基超高温合金 制备技术 定向凝固组织

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新型Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的组织优化 被引量：1

17

作者 郭宝会 郭喜平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第17期135-139,共5页

新型Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金具有高熔点、低密度和高强度等特点而成为新一代推重比航空发动机热端部件最具潜力的候选材料。主要介绍了成分设计、合金化、热处理和定向凝固对新型Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金组织的优化进展,在此基础上对Nb... 新型Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金具有高熔点、低密度和高强度等特点而成为新一代推重比航空发动机热端部件最具潜力的候选材料。主要介绍了成分设计、合金化、热处理和定向凝固对新型Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金组织的优化进展,在此基础上对Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的组织优化进行了展望。 展开更多

关键词 Nb—Ti—Cr-Si基超高温合金 组织优化 定向凝固

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Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金有坩埚整体定向凝固组织的演化

18

作者 郭宝会 郭喜平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第16期1-3,12,共4页

分析了Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金有坩埚整体定向凝固试样不同区域的组织,结果表明未熔区的组织由初生相Nbss、块状的(Nb,X)5Si3和少量的小块状Cr2Nb组成。在过渡区初生相Nbss依附在未熔区的Nbss优先生长,Nbss/(Nb,X)5Si3共晶组织生长比... 分析了Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金有坩埚整体定向凝固试样不同区域的组织,结果表明未熔区的组织由初生相Nbss、块状的(Nb,X)5Si3和少量的小块状Cr2Nb组成。在过渡区初生相Nbss依附在未熔区的Nbss优先生长,Nbss/(Nb,X)5Si3共晶组织生长比较混乱,在初生相Nbss枝晶间出现了富Ti的Nbss/Cr2Nb共晶团。稳态区组织中Nbss和(Nb,X)5Si3定向排列,实现了整体定向凝固。固/液界面形态为树枝状,在糊状区出现了Nbss/(Nb,X)5Si3、富Ti的Nbss/(Nb,X)5Si3和Nbss/Cr2Nb三种共晶组织,根据组织分析的结果并总结了其凝固路径,测试了不同区域组织的显微硬度,结果表明稳态区的(Nb,X)5Si3的显微硬度最高。 展开更多

关键词 Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金 定向凝固 显微组织

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铌硅化物基超高温合金表面包埋渗Al改性硅化物涂层的组织结构

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作者 田晓东 郭喜平 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期270-274,共5页

分别采用两步包埋渗法和包埋共渗法在铌硅化物基合金表面制备了Al改性硅化物抗氧化涂层.两步包埋渗法是先在合金表面包埋渗Si制备(Nb,X)Si2(X表示Ti,Cr和Hf元素)涂层,然后再将渗Si试样于800～1000℃包埋渗Al.结果表明:当渗Al温度达到86... 分别采用两步包埋渗法和包埋共渗法在铌硅化物基合金表面制备了Al改性硅化物抗氧化涂层.两步包埋渗法是先在合金表面包埋渗Si制备(Nb,X)Si2(X表示Ti,Cr和Hf元素)涂层,然后再将渗Si试样于800～1000℃包埋渗Al.结果表明:当渗Al温度达到860℃时渗入(Nb,X)Si2层中的Al可形成(Nb,Ti)3Si5Al2相;当渗Al温度达到900℃时渗入的Al还可穿过(Nb,X)Si2层在渗Si层与基体之间形成(Nb,Ti)(Al,Si)3层.经1150℃/20h Si-Al包埋共渗后在合金表面形成的涂层具有多层复合结构:外层主要由(Nb,Ti)3Si5Al2和(Nb,Ti)(Al,Si)3组成;中间层上部为(Nb,X)Si2,下部为低硅化物(Nb,X)5Si3;内层由基体相(Nb,Ti)Al3和柱状晶(Cr,Al)2(Nb,Ti)组成. 展开更多

关键词 铌硅化物基超高温合金 包埋共渗 Al改性硅化物涂层 组织结构

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铌基超高温合金熔体与陶瓷类坩埚的高温反应 被引量：3

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作者 吴梅柏 郭喜平 武兴君 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 2007年第4期9-13,26,共6页

分别在陶瓷类ZrO2、Y2O3、BN和Al2O3坩埚内于2053K（或2153K）保温30min（或10min）重熔铌基超高温合金（主要组分为Nb、Si、Ti、Hf等），以研究该合金的高温熔体与不同材料坩埚的反应情况。实验发现Y2O3、BN和Ai2O3坩埚对熔体都发生了... 分别在陶瓷类ZrO2、Y2O3、BN和Al2O3坩埚内于2053K（或2153K）保温30min（或10min）重熔铌基超高温合金（主要组分为Nb、Si、Ti、Hf等），以研究该合金的高温熔体与不同材料坩埚的反应情况。实验发现Y2O3、BN和Ai2O3坩埚对熔体都发生了不同程度的沾污反应；在ZrO2坩埚壁上出现了50～60μm厚且具有微小裂纹或熔蚀坑的反应层，其内含有HfO2和TiO2，但ZrO2坩埚对熔体内部基本没有污染。在石墨坩埚上进行制备YSZ涂层的实验发现，ZrO2同石墨基体发生反应生成了ZrC0因此，据有关实验结果，可以先在石墨坩埚基体上用CVD法制备一层SiC内层，再在SiC内层上用浸涂法制备ZrO2涂层，以用于铌基超高温合金熔炼。 展开更多

关键词 铌基超高温合金 石墨坩埚 陶瓷类坩埚 高温熔体反应 涂层 浸涂

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