MA和软第二相对Cr／Cr2Nb复合材料组织与性能的影响

采用机械合金化(MA)+热压工艺来制备以Cr固溶体为软第二相的Cr/Cr2Nb复合材料。研究了不同配比成分的Cr,Nb元素粉经20h球磨后,在1250℃,0.5h热压工艺下所获得的Cr/Cr2Nb复合材料的组织和性能。结果表明,随着偏离Laves相化学配比的Nb含量减小,合金的致密度、强度、塑性应变均增加,而维氏硬度减小,不同配比成分的合金均具有良好的室温断裂韧性。Laves相Cr2Nb含量高达78%的Cr-25Nb合金的组织均匀,Cr固溶体与Laves相间隔分布,晶粒尺寸达到微/纳米级,屈服强度和抗压强度分别高达1949MPa和2044MPa,塑性应变达到了7.26%。与熔铸工艺制备的Cr/Cr2Nb复合材料相比,合金的强度及塑性都有明显提高,充分实现了细晶和软第二相综合增韧的效果。

低温退火温度对Laves相Cr_2Nb固相热反应合成的影响

研究了退火时间为3h时,退火温度对Cr-Nb机械合金化(MA)粉的Laves相Cr2Nb固相热反应合成的影响规律,获得了30hMA粉在退火时间为3h时能使Laves相Cr2Nb固相热反应合成充分进行的最低退火温度。优化出的Cr2Nb固相热反应合成低温退火温度,可为通过MA+热压(或烧结)工艺路线制备具有微/纳米晶结构的高强高韧Cr2Nb合金或Cr2Nb基复合材料提供理论指导。

Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的室温断裂韧性研究进展

Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金具有良好的高温强度和高温抗氧化性能,但室温断裂韧性较差。为了提高该合金的室温断裂韧性,分析了该合金室温断裂韧性较低的原因,对有坩埚整体定向凝固技术、整体定向凝固+高温均匀化处理和热压烧结法等工艺对Nb-Ti-Cr-Si基超高温合金的室温断裂韧性的影响做了评述,指出了提高该合金室温断裂韧性将来努力的方向。

像差校正电子显微镜研究Cr2 Nb中的棱柱面层错结构

解析具有复杂结构的材料内部缺陷特征是理解材料变形机理的前提。本文针对高温变形后的Laves相Cr2Nb,利用像差校正电子显微镜的高分辨成像技术分析Cr2Nb(1100)棱柱面内的层错结构,在原子尺度上明确其精细构型,并辅以高角环形暗场成像技术确定每个原子的元素种类。结果表明这种层错结构特异,而且其中Cr原子的配位多面体不同于Laves相中的配位体构型,形成了畸变的CN12配位体和不常见的CN13配位体。新层错结构的发现丰富了我们对复杂结构内缺陷类型的认知。

Laves相Cr_2 Nb中棱锥面层错结构的像差矫正电子显微学分析

本文利用像差矫正透射电子显微镜,在具有C14结构的Laves相Cr2Nb中观察到两种新型的(1101)棱锥面层错结构,并对这些层错的精细构型进行了分析。结果表明:这两种棱锥面层错具有形状特异的结构单元,同时原有的Laves相中的原子配位数也发生改变,在其中一种层错内还形成了拓扑密堆相中不常见的13配位数。这两种新的堆垛方式丰富了对拓扑密堆相中缺陷结构的认识。

球磨时间对软第二相韧化Cr_2Nb基复合材料组织与性能的影响

采用机械合金化+热压工艺制备了含Laves相的Cr2Nb基复合材料,研究了Cr、Nb元素粉经不同球磨时间后在1250℃×30 min热压工艺下所获得Cr/Cr2Nb复合材料的组织和性能。结果表明,经20 h以上高能球磨的Cr-25Nb粉末在热压后可以制备出含高致密度的Laves相的Cr2Nb基复合材料。高能球磨40 h的Cr-25Nb试样的组织均匀细小,Laves相与软第二相间隔分布。其致密度高达99.2%,接近全致密,维氏硬度为8.93 GPa,抗压强度、屈服强度和塑性应变分别达到2153 MPa、2062 MPa和8.42%。与传统熔铸工艺相比,MA+热压方法制备的Laves相Cr2Nb基复合材料的强度及塑性都有显著提高,充分实现了细晶和软第二相综合增韧的效果。

热压时间对Laves相Cr_2Nb合金组织与性能的影响

采用机械合金化+热压工艺路线制备化学配比成分的单相Laves相Cr2Nb合金。研究了Cr、Nb元素粉经20h球磨后在1300℃不同时间热压所获得的Laves相Cr2Nb合金的组织性能。结果表明,采用机械合金化+热压工艺可以制备出高致密度的组织细小均匀的Laves相Cr2Nb合金,随着热压时间的延长,合金的致密度、晶粒尺寸和维氏硬度逐渐增大而断裂韧度逐渐减小。1300℃×30min的热压试样的平均晶粒尺寸达到亚微米级,致密度达到98.7%,断裂韧度达到5.07MPa.m1/2,与熔铸法制备的Laves相Cr2Nb相比,室温断裂韧性提高,实现了细晶组织对Laves相Cr2Nb合金的增韧效果。

Effect of Nb on the Microstructure and Mechanical Properties of Cast NiAl-Cr(Mo) Eutectic Alloy

The microstructure and mechanical behaviors of NiAl-28Cr-5Mo-1Nb eutectic alloy were investigated by using scanning electron microscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscopy and compression tests, respectively. The alloy is mainly composed of three phases, which are the gray lamellar Cr（Mo） plate, black NiAI matrix and semicontinuously distributed Cr2Nb-type Laves phase. Through Nb addition, NiAl-Cr（Mo）/Nb alloy exhibits a reasonable balance of high temperature strength and room temperature compression ductility and its mechanical behaviors are superior to the NiAl-28Cr-6Mo eutectic alloy at all temperature. The elevated temperature compression deformation behavior of NiAl-Cr（Mo）/Nb alloy can be properly described by power-law equation.the National High Technology Committee of China （No. 863-715-005-0030） for financial supports.

电弧熔炼态Laves相Cr_2Nb/Cr合金的微观组织演变

采用真空非自耗电弧熔炼法制备了Cr-12%Nb(原子分数,下同)和Cr-20%Nb 2种成分合金的纽扣锭,利用XRD,OM,SEM和EDS对电弧熔炼态纽扣锭不同位置的组织及其竞争生长进行了研究.结果表明:Cr-12%Nb合金纽扣锭底部为细小的离异共晶,中部和顶部则由粗大的初生Cr相和共晶组织(Cr_2Nb+Cr)组成.而Cr-20%Nb纽扣锭底部出现的是胞状层片共晶组织,层片间距为0.3μm,随着距纽扣锭底部距离的增加,冷却速率逐渐降低,凝固组织中相继出现Cr_2Nb板条枝晶和花瓣状Cr_2Nb枝晶.同时,基于TMK快速凝固共晶模型和BCT枝晶生长模型,通过计算并比较共晶组织和Laves相Cr_2Nb枝晶界面生长温度,借助最高界面生长温度判据,很好地解释了Cr-20%Nb合金凝固组织的演变及其形成原因.