NbC纤维增强共晶镍基合金的超高梯度定向凝固组织研究

采用液态金属冷却定向凝固工艺制备NbC纤维增强高温共晶镍基合金。利用SEM、XRD、EDS和EPMA等测试方法,对NbC纤维增强高温共晶镍基合金不同区域的显微组织及形成机理进行分析,随后分别改变抽拉速率(2、7、12μm/s)和熔体温度(1 550、1 580、1 600℃),研究工艺参数对合金组织的影响。根据组织类型及形态不同,可将定向凝固高温共晶镍基合金分为启动区与复合区两个区域,启动区以大块状的富Nb和富W碳化物为主,而位于启动区之上的复合区主要分布定向排列的NbC纤维。定向凝固过程中NbC纤维的生长可划分为3个阶段,即启动阶段、多取向竞争阶段和稳定阶段。随抽拉速率增大,纤维体积分数增大,纤维中C、Nb和W质量分数降低,且Nb含量下降更显著。随熔体温度升高,纤维体积分数、横截面积以及间距皆增大,纤维中C、Nb和W质量分数升高,且W含量上升更显著。