铌钛铬铝合金的铸态微观组织分析研究

铌钛铬铝合金因为具有密度低、高温强度高、抗氧化能力强等优点,有望成为下一代的高温结构材料,将被广泛应用于航天、航空等领域。用非自耗真空电弧炉熔炼了几种典型成分的铌钛铬铝合金铸锭,运用金相、XRD、SEM和EDS等多种分析方法,研究了其微观组织结构。结果表明:电弧熔炼的Nb-40Ti-15Al合金铸锭中,呈现出典型的底部激冷晶、柱状晶和等轴晶的凝固组织;在Nb-40Ti-10Cr合金中,铬富集在晶界和亚晶界,使合金有发生沿晶脆断的可能性;对于Nb-40Ti-20Cr合金,随着合金中铬元素的增加,凝固过程显著发生改变。由于合金中溶质铬的增加,产生成分过冷,使得其微观组织从平直晶界向粗大的树枝晶演变;而在Nb-40Ti-10Al-10Cr合金中,铝和铬的同时添加使亚晶界和析出相大量增殖。

高熵合金Mo_(25)Nb_(25)Ta_(25)W_(25)的氧化行为

探究氧化物层的破裂和钼的氧化物挥发在高熵合金Mo_(25)Nb_(25)Ta_(25)W_(25)的氧化动力学中的作用机理。通过热压烧结制备了具有简单BCC结构的Mo_(25)Nb_(25)Ta_(25)W_(25)高熵合金。分别研究其在800、900和1 000℃下的氧化动力学行为,并对其氧化机理进行了初步描述。通过XRD、SEM和电子探针对氧化物进行表征。结果表明,在整个氧化温度范围内,氧化层中主要氧化产物为Ta_(16)W_(18)O_(94)和Nb_(14)W_3O_(47),具有一定的保护性。试样在800℃下遵循抛物线规律,随试验温度升高,生成的MoO_3挥发,氧化层变得疏松多孔,使合金在900℃的中期和1 000℃开始满足直线规律。

机械合金化制备Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体

利用机械合金化的方式制备了组成为Ta-10%Al（质量比）的纳米晶过饱和固溶体。以XRD和SEM为表征手段,研究了球磨时间对Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体产生的影响,并对Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体形成的热力学机理进行了研究。结果表明,随球磨时间增加,Al逐渐溶入Ta中。当球磨时间达到48 h后,Al完全固溶进Ta中形成Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体,晶粒尺寸和微观应力分别为84.3 nm和0.285%。延长球磨时间导致Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体晶粒细化且微观应力增加,过长的球磨时间可能引发合金粉末的团聚。以Miedema半经验模型为依据,建立了机械合金化过程中的热力学模型,计算结果显示,以机械合金化为手段制备Ta-10%Al纳米晶过饱和固溶体的主要驱动力来源于热力学驱动。