【摘 要】
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镍基高温合金具有良好的高温力学性能,被广泛用于航空航天领域。随着航空航天技术的发展,材料研究者需要进一步提高镍基高温合金的性能以满足其需求。近年来的研究结果表明,合金化可以显著提高镍基高温合金的综合性能。适当添加Ta、Ru、Mo、Nb、Ti等元素时,能起到很好的强化效果,同时对合金的抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变等性能产生有利影响。然而,当添加过量时,极易导致TCP相的析出,恶化合金的综合性能,使合金使用
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镍基高温合金具有良好的高温力学性能,被广泛用于航空航天领域。随着航空航天技术的发展,材料研究者需要进一步提高镍基高温合金的性能以满足其需求。近年来的研究结果表明,合金化可以显著提高镍基高温合金的综合性能。适当添加Ta、Ru、Mo、Nb、Ti等元素时,能起到很好的强化效果,同时对合金的抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变等性能产生有利影响。然而,当添加过量时,极易导致TCP相的析出,恶化合金的综合性能,使合金使用寿命下降。因此,系统地研究Ni-X(X:Ta,Ru)基的三元合金实验相图对镍基高温合金的优化设计尤为重要。本研究采用合金法并结合电子探针显微分析仪、X射线衍射仪和高温差示扫描量热仪等实验技术,测定了Ni-Ta-X(X:V,Ti,Cr)和Ni-Ru-X(X:Mo,Nb)各三元系共计10个等温截面相图。主要研究结果如下:(1)本研究测定了Ni-Ta-V三元系在1000℃和1200℃时的全成分等温截面相图。研究结果表明,C14(V2Ta)相在两个等温截面中均具有较大的固溶度,Ni的添加使C14相在1000℃时稳定。此外,Ta的添加会降低Ni-V合金的熔点,在该三元系中未发现任何三元化合物。(2)本研究测定了Ni-Ta-Ti三元系在1000℃和1200℃时的全成分等温截面相图。研究结果表明,在两个等温截面中,存在一个固溶度很小的三元化合物τ相。(3)本研究测定了Ni-Ta-Cr三元系在1200℃和1300℃时的等温截面相图。研究结果表明,C14结构的(Ni,Cr)2Ta(HT)相具有很大的固溶度,Ni的加入使其在低温区稳定。此外,Ta的加入可降低Ni-Cr合金的熔点,在该三元系中未发现任何三元化合物。(4)本研究测定了Ni-Ru-Mo三元系在1000℃和1200℃时的全成分等温截面相图。研究结果表明,hcp结构的固溶体(Ru)和σ相具有很大的固溶度。此外,Ni的加入可以使σ相在1000℃时稳定。本研究测定了 Ni-Ru-Nb三元系在1000℃和1200℃时富Ni侧的等温截面相图。Ni3Nb和固溶体(Ru)在该体系中均具有较大固溶度。
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