郭海生
,
郭喜平
,
贾丽娜
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武兴君
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丁旭
,
高丽梅
,
任家松
稀有金属材料与工程
采用真空自耗电弧熔炼和真空非自耗电弧熔炼2种工艺熔炼了4种不同成分的多元铌基超高温合金,研究了合金成分及熔炼工艺对组织的影响规律.结果表明:4种成分的合金均由初生Nb基固溶体枝晶或初生(Nb,x)5Si3(x代表Ti, Cr和Hf元素)块和板条以及Nbss/(Nb,x)5Si3共晶团组成.随着Si含量的升高,组织中Nbss/(Nb,x)5Si3共晶团的含量增多且初生相也从Nbss枝晶转变为(Nb,x)5Si3块或板条.铌硅化物相为γ-(Nb,x)5Si3及β-(Nb,x)5Si3.大块或板条状硅化物内有微裂纹出现.
关键词:
多元铌基超高温合金
,
组织
,
电弧熔炼
,
γ-Nb5Si3
郭宝会
,
郭喜平
稀有金属材料与工程
采用真空自耗电弧熔炼法制备了Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金合金锭,测试了其室温力学性能.结果表明:合金锭各位置处的成分除Cr元素外分布比较均匀,Cr元素从锭边缘到中心部分呈现减少的趋势.合金的显微组织主要由初生Nbss,呈片层状或花瓣状的Nbss/(Nb,X)5Si3共晶组织及细小的Nbss/Cr2Nb共晶团组成,但在合金锭顶部中央处还出现了少量的块状(Nb,X)3Si.随着离锭边缘距离的增加,初生Nbss枝晶杆由细变粗,Nbss/(Nb,X)5Si3共晶组织的定向效果逐渐消失,但Nbss/Cr2Nb共晶团体积分数有减小的趋势.经过多元合金化的Nb-Ti-Cr-Si基合金室温的抗拉强度为378.7 MPa,室温断裂韧性为13.4 MPa.m1/2.室温拉伸和断裂韧性试样的失效模式均为脆性准解理断裂.
关键词:
Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金
,
显微组织
,
相组成
,
室温力学性能
赵陆翔
,
郭喜平
材料导报
铌基合金由于其高熔点、低密度和优良的综合机械性能而可能成为替代镍基单晶高温合金的首选材料,但抗高温氧化性能差是制约其应用的关键问题.从合金化、晶粒细化和高温涂层3个方面综述了铌基合金抗高温氧化的防护,并分析了研究中面临的问题.
关键词:
铌基合金
,
高温氧化
,
合金化
,
晶粒细化
,
高温涂层
高丽梅
,
郭喜平
材料导报
从成分设计和性能(主要是室温断裂韧性、高温强度和高温抗氧化性)等方面综述了铌固溶体--铌硅化物基共晶自生复合材料(RMICs)的最新研究进展以及目前仍存在的问题.成分体系从二元向多元化发展,主要有Nb-Si、Nb-W-B-Si、Nb-Mo-Hf-Si、Nb-Ti-Cr-Al-Si、Nb-Mo-W-Ti-Si、Nb-Mo-W-Hf-C-Si等.该材料的室温断裂韧性接近40MPa·m1/2,蠕变强度达到180MPa(1773K/100h).通过合金化和涂层防护两种方法都可以改善材料的综合性能.
关键词:
高温结构材料
,
Nb-Si合金
,
成分设计
,
韧性
,
高温强度
,
高温抗氧化性
,
涂层
田晓东
,
郭喜平
中国有色金属学报
通过1 000～1 150 ℃ Si-Al包埋共渗8 h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.1 050 ℃、8 h Si-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1 000 ℃、8 h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1 100 ℃、8 h和1 150 ℃、8 h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.
关键词:
铌基超高温合金
,
包埋渗
,
Al改性硅化物涂层
丁旭
,
周廉
,
郭喜平
,
周义刚
,
张廷杰
,
李中奎
稀有金属材料与工程
铌基共晶自生复合材料(NBISC)经真空自耗电弧熔炼成母合金锭,采用高温度梯度的电子束区熔装置制备定向凝固的试样,分析其组织特征.结果表明:Nb基固溶体(Nbss)相、(Nb,Ti)3Si相和(Nb,Ti)5Si3相为NBISC材料的主要组成相;在电子束区熔条件下,随着电子枪移动速率的提高,NBISC材料共晶组织变细,组织中片层状的共晶团增多,块状或板条状的(Nb,Ti)3Si/(Nb,Ti)5Si 3相尺度减小、数量增多,组织趋于规则、分布更均匀,组织的定向性增强,定向效果显著.
关键词:
铌基共晶自生复合材料(NBICS)
,
定向凝固
,
电子束区熔
,
凝固速率
常永勤
,
安卫军
,
郭喜平
,
介万奇
功能材料
采用Bridgman法生长四元稀磁化合物半导体Mn0.22Cd0.78In2Te4晶体.当晶体生长到预定长度时,淬火得到固液界面.采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、ISIS能谱仪以及Leica定量金相分析仪研究了晶体中出现的界面形态、相的形貌和数量以及沿生长方向的相析出规律,并进行了相成分分析.研究发现,淬火得到的Mn0.22 Cd0.78In2Te4晶体中存在两个界面,其中一个为固液相变界面,另一个为由α+β两相区发展到单相β区时的转变界面,二者相对于生长初始端均为凹形;α+β两相区中,β相以条状、花状和近似圆片状形式存在,其中条状β相多分布在晶界处;越接近生长初始端,花状和近似圆片状β相越小,条状β相越细,它们的含量越少;X射线衍射图谱表明,β相为黄铜矿结构,α相为面心立方结构.
关键词:
MnxCd1-xIn2Te4
,
相变界面
,
β相
,
X射线衍射图谱
姚成方
,
郭喜平
材料导报
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.
关键词:
Nb基超高温合金
,
制备技术
,
定向凝固组织
