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Nb-Ni-Ti系合金所具有的优良机械性能、形状记忆效应以及渗氢性能,使其可以理想地应用在高温Ni基合金、形状记忆合金、渗氢薄膜材料上。随着相关材料的设计与开发,目前Nb-Ni-Ti系合金900℃以下的固态相平衡关系已经得到了研究。但900℃以上高温相平衡数据仍然匮乏,不能够满足合金设计的需求。该系统热力学评估的可信度也不够,需要足够的实验数据加以支撑。 本论文采用合金平衡组织结构分析法结合差热分析法,利用光学和电子显微组织观察、EDS能谱分析、X射线物相分析以及透射电子衍射结构分析,研究了Nb-Ni-Ti三元系1150℃下的相平衡关系、测定了三相共晶反应温度、并分析了共晶区域典型合金的凝固过程。研究结果如下: (1)1150℃下,Ni基固溶体中Nb、Ti的最大溶解度分别为7.1at%,6.5at%; Ni基固溶体的晶格常数连续增大到a=0.359nm。二元化合物Ni3Nb中Ti的最大固溶度为7.1at%,;TiNi3中Nb的最大固溶度为4.3at%;Ni6Nb7中Ti的最大固溶度为6.9at%。 (2)1150℃下,三元化合物XE和XC稳定存在,但三元化合物XA相已不能稳定存在。XE相为简单六方晶体结构,晶格常数为a=0.512nm,c=0.8366nm;XC相的晶体结构为简单六方结构,其晶格常数为a=0.511nm,c=0.4209nm。 (3)在Nb-Ni-Ti三元系1150℃等温截面相图中存在三相区Ni(Ti,Nb)+Ni3Nb+XE;TiNi+β-(Ti,Nb)+液相;Ni基固溶体与XC和TiNi3存在相平衡;TiNi3,Ni3Nb,XC和Ni6Nb7也可与液相平衡。 (4)1150℃下,TiNi相中Nb的最大固溶度为8.0at%,晶体结构为立方结构,晶格常数扩大为a=0.3019nm;β-(Ti,Nb)相中Ni的最大固溶度为2.7at%,晶体结构为立方结构,晶格常数缩小为a=0.32978nm; Ti2Ni相中Nb的最大固溶度为11.2at%,晶体结构为立方结构,晶格常数扩大为a=1.13810nm。Nb含量为9.4at%时,Ti2Ni相稳定存在温度升高为1039℃;Nb的含量为11.2at%时,稳定存在温度为1045.25℃。 (5) Ti-Nb侧发生三相共晶反应β-(Ti,Nb)+TiNi→Liq的温度范围为1079℃~1140℃。