镍基粉末合金中碳化物的析出行为及热力学分析

利用Miedema和Toop热力学模型计算粉末镍基合金中碳化物的生成热、活度系数及NbC、TiC碳化物的过剩Gibbs自由能,进一步求出合金中析出NbC、TiC碳化物的Gibbs自由能与温度的关系式,研究粉末镍基合金中碳化物的析出行为。结果表明,在实验温度范围内,合金中可析出NbC、TiC碳化物,并确定出合金中NbC、TiC碳化物相的析出温度分别为1353 K和1090 K,由于Ti、Nb晶体结构的相似性,碳化物中两原子可相互置换,并以(Ni,Ti)C型线性碳化物形式存在。

MC型碳化物自粉末镍基合金中析出的热力学驱动力

为了分析粉末镍基合金中MC型碳化物的析出行为,利用Miedema二元合金生成热模型,求出过剩Gibbs自由能和正规溶体中两组元的相互作用参数(I AB),推导出M(Ni)-C溶体中析出MC型碳化物相变驱动力和形核驱动力的表达式,并进一步估算出粉末镍基合金在583℃析出MC型碳化物的相变驱动力和形核驱动力.结果表明,在583℃,粉末镍基合金中析出TiC、NbC和WC碳化物的相变驱动力分别为-9.77、-11.23和-13.48 J/mol,形核驱动力分别为-80.69、-59.95和-36.01 J/mol.与析出WC碳化物相比,粉末镍基合金中析出TiC和NbC碳化物时具有较大的形核驱动力,是使其在583℃优先析出TiC与NbC碳化物的主要原因.