NiAl-V的微共晶组织结构研讨.doc

2002年7月 材料快报55（2002）126 – 131 NiAl-V的微共晶组织结构 斯尔詹Milenkovic*，鲁本斯CARAM 材料工程，坎皮纳斯，PO州立大学系盒6122，13083-970坎皮纳斯，SP，巴西收到的2001年8月20日;接受2001年10月2日 摘要 该共晶合金的定向凝固（DS）是增强金属间化合物与原位耐火材料的一个有意义的概念金属。考虑到共晶组织的形态决定材料的机械性能，可以增加一个四元件到NiAl- V系统，主要改变了组织凝固，因此改变其属性。这项工作的主要目的是确定一种四元件除了对共晶的形态的影响。铸态和定向凝固的尼尔共晶合金。样品与各种组合物电弧熔化下在惰性气氛下以及用布里奇曼型凝固设施处理。所得到的结果表明，共晶的形态可通过微合金化可以有效地修饰。为层状、纤维转型的条件进行测定，并暂定的现象观察给出解释。2002年Elsevier科学B.V.保留所有权利。 关键词：金属间化合物基复合材料;组织;共晶;共晶形态 1.简介 该高温材料的先进能力正在研究并努力改进用于先进的航空发动机单位推力。NiAl合金的中间单晶被视为高温备选应用。B2有序合金体系令人注意的特性是包括更高的熔点温度，更好的抗氧化性，和降低与传统的高温合金的相对密度。此外，它的高导热性允许更多发动机部件进行有效的空气冷却。荷兰国际集团补充解决高高温蠕变强度可通过合金化提高强化或降水化硬化元素的方案。然而，低温下耐断裂性不足是一个主要的缺点。采取的一个有效办法来提高室温下NiA l共晶合金的断裂韧性、脆性间金属色是通过在复合材料的原位发展通过定向凝固（DS）的结构。文献调查显示，许多难熔金属的形成伪二元共晶NiAl金属，包括铬，钼，铌，钽，锆，重新和钨。然而，很少人已经完成对NiAl – V合金系统的研究[1,2]。目前的研究是在以虚构的NiAl- V共晶[3]的研究，其表明，它是一个有规律的晶带，即层状形态。 目前已知的加入合金元素，以共晶系统可以改变其微观结构。对以往的研究铝 - 铌[4]系统揭示除了第三元素可以有效看到前面物质改变层状结构纤维组织。这种变形惯例是由查德威克讨论[5]中条款宪法的过冷模型。汉特和奇尔顿[6]证明了在强制变化生长方向也导致层状、纤维状转录获得。斯台文[7]观察到，加入钨钴合金到NiAl金属 - 铬形成板状或片状微观结构，而NiAl金属 - 铬共晶是纤维。然而，效果没有信息季铵元件上加成的微观结构NiAl – V金属共晶系统被发现。因此，liter-对各种元件的溶解度极限数据进行检查，以确定要添加的每个元素的量，目的是避免新的阶段形成。如表1所示，所有的元素显示在βNiAl次要的溶解度，而在αV单相溶解度的变化，从1至100原子％。所以，表现出低和中等溶解度的元素，以及其中，被选择以研究每种类型的行为。 这被认为是在选择元素的原子半径的另一个因素。每一个元素添加和溶解成相位影响其晶格参数。因为所选择的元素中的溶解度就是在αV阶段更高，目的是期望增加元素会影响其晶格参数，以及随之而来的，共晶体之间的晶格失配阶段。所述βNiAl相的晶格参数是2.886 ?和αV 3.028 ?。据克莱因和沃尔特[8]，晶格失配可能会影响共晶形态。如果两个立方相具有相同的晶体取向，晶格失配在熔点接近零，则相位可以固化连贯。然后，相关株系的产生由一个小的晶格失配可能会影响共晶体形态，同样影响株系整合析出物形状的一致性[9]。在较大的晶格失配的数值下，该接口与界面的形成半共格位错减少远距离相关株系。研究NiAl - Cr共晶的合金添加效果的微观结构，同一作者观察的片状/纤维转变发生在对于零晶格参数的构成。因此，它决加入的元素都具有更大和更小的原子半径，那么在αV阶段，如图所示在表1中。 2.实验过程 实验步骤可分为三个 步骤：（i）制备合金在电弧炉铸锭；（ii）钢锭定向生长；（iii）定性的凝固组织。工业用铸锭金属材料的编制工作为开始。编制金属熔化步骤涉及切割，清洁和称重。众多的元素分别计算得到10克锭。在惰性气体中进行电弧熔化炉下的水冷铜炉膛。为了保证均匀性，锭倒置和重熔。由于受到蒸发和装卸作业的损失为小于重量的0.5％。制备钢锭的成分组成在表2中。根据文献这些组成物数据的选择呈现溶解度极限，以及初步实验。在一个垂直布里奇曼设施上进行共晶合金的定向生长。近似直径为6毫米和长度为50毫米的钢锭分别插在高纯度氧化铝管，随后置于钽管内用作基座。在所有的实验中，该热区的温度为1550℃，温度梯度为80 ℃ /cm，生长速度1.0cm/小时。使用光学温度控制高温计。经过初始电弧熔化和随后的定向生长，所述钢锭抛光和蚀刻与大理石的试剂进行进一步的微观结构分析。共晶微结构是分析利用光学显微镜，电脑图像分析以及扫描电子显微镜镜检查（SE