冷却速度对B2-NiSc金属间化合物组织的影响

采用真空电弧熔炼水冷铜模吸铸法制备Ni-50%Sc合金(摩尔分数,下同),采用程序计算、光学和扫描电子显微镜分析B2-NiSc金属间化合物急冷快速凝固组织的演化规律,采用XRD和EDS分析合金组织的相组成。结果表明:以名义成分Ni-50%Sc配制合金,真空水冷铜模吸铸成d 2、d 5和d 8 mm急冷试样对应的凝固速率分别为3112、497.9和194.5 K/s。R^o=1.5 mm为临界尺寸,对应着凝固速率的骤然变化。因Sc含量的损失,枝晶间出现了共晶(Ni_2Sc+NiSc)组织;R>R^o(d5和d 8 mm试样),凝固组织为粗大枝晶B2-NiSc+共晶(Ni_2Sc+NiSc)组织;R<R^o(d 2 mm试样)为细小球状枝晶B2-NiSc+少量共晶(Ni_2Sc+NiSc)组织。经Image-Pro Plus面积分析和计算,合金熔化过程中Sc烧损约为3.25%~3.31%,从理论上,通过亚快速凝固不能获得单相B2-NiSc。急冷快速凝固后组织经(970℃,72 h)均匀热处理后,d 2 mm试样组织为粒状B2-NiSc+球状颗粒Ni_2Sc,d5和d8 mm组织为粒状B2-NiSc+长条颗粒Ni_2Sc。

近快速凝固条件下Ni-50%Sc金属间化合物韧脆性

通过真空电弧熔炼水冷铜模吸铸法制备Ni-50%Sc合金,用XRD和EDS分析合金的相组成,研究其金属间化合物的韧脆性。结果表明:凝固组织为B2-NiSc_p+(NiSc+Ni_2Sc)_e,其中共晶组织分布在晶界与枝晶臂之间。在外力作用下的受力链"B2_p-晶界_1-Ni_2Sc_e-晶界_2-B2_e-晶界_2-Ni_2Sc_p-晶界_3-B2_e"中,Ni_2Sc_e和与其相连的晶界是裂纹产生的区域,而B2-NiSc是塑性较好、在外力作用下可以发生较大变形的金属间化合物。