热暴露对Nb/NbCr_2合金组织及性能的影响

采用机械合金化+热压工艺制备了成分为Cr-77.5at.%Nb的Nb/NbCr2合金。分别在800,1000,1200℃对其进行10,30,50,100h的真空热暴露实验,研究热暴露对合金组织及性能的影响。结果表明,随着热暴露温度升高和时间延长,Nb/NbCr2合金的相对密度略有增加,1200℃热暴露100h后,合金的相对密度由热暴露前的99.1%增大至99.6%。合金在整个热暴露过程中没有明显的物相变化。合金的维氏硬度随着热暴露时间的延长呈现先升后降的变化趋势;随着热暴露温度升高和时间延长,合金的断裂韧度逐渐下降;合金的室温抗压强度和塑性应变随热暴露时间的延长逐渐增大,屈服强度随热暴露时间延长先增后降。

合金元素Al对Laves相NbCr2显微组织及断裂韧性的影响

采用机械合金化+热压烧结的工艺路线制备Laves相NbCr2合金,研究合金元素Al对其显微组织、力学性能,特别是韧化效果的影响。结果表明:合金元素Al主要占据了Laves相NbCr2金属间化合物中Cr原子的晶格位置。添加合金元素Al的Laves相NbCr2合金较未合金化的NbCr2硬度有所提高;当Al含量达到12at%时,断裂韧性要高于未合金化的NbCr2合金,达到了6.8MPam,远远高于熔铸合金的断裂韧性(1.2MPam)。

稀土元素钇对Laves相NbCr_2合金在1100℃氧化行为的影响

采用机械合金化及热压烧结工艺制备了掺杂0.07%～1.35%(质量分数)稀土元素钇的Laves相NbCr_2合金,研究了钇含量对NbCr_2合金在1 100℃氧化行为的影响,并探讨了其作用机制。结果表明:只有添加适量的钇(0.07%～0.14%)才能降低NbCr_2合金的氧化速率,提高NbCr_2合金的抗氧化性能;NbCr_2合金高温抗氧化性能的提高,主要是由于稀土元素钇增强了氧化膜与基体的结合性能。

Laves相NbCr_2合金粉末包套锻造的数值模拟

对Laves相NbCr_2合金粉末包套锻造过程进行了数值模拟,研究了其在锻造温度800～1200℃内的应力、应变及密度的变化规律,并分析了不同温度对它们的影响。结果表明,锻件的等效应力在整个镦粗过程中分布的不均匀,始锻温度对Laves相NbCr_2合金中间部位的应力影响更加明显;锻件的应变分布有明显变化,增大始锻温度可以使Laves相NbCr_2合金坯料的变形均匀性提高;锻件能够较好地完成致密化过程,锻造结束时平均相对密度,接近于1,始锻温度上升有利于密度的分布更加均匀。

机械合金化对热压合成Laves相NbCr_2合金1100℃氧化行为的影响

采用机械合金化+热压烧结工艺制备Laves相NbCr2合金,研究球磨时间对热压合金晶粒尺寸及致密度的影响,探讨了晶粒细化对其1100℃氧化行为影响的作用机制。结果表明,随着Cr-Nb粉末球磨时间的延长,热压合金组织越来越致密,晶粒尺寸越来越小。当球磨时间达到100h时,NbCr2合金的相对致密度及晶粒尺寸分别达到98.7%和35nm。晶粒的细化有利于Cr原子扩散能力的提高,促进了Cr2O3膜的形成;但晶粒过细时,导致氧化膜内生长应力的增加,引起氧化膜的开裂、脱落,从而加剧了氧化。

Nb/NbCr_2合金表面激光熔覆抗氧化涂层的研究进展

高强高韧Nb/NbCr2合金较差的高温抗氧化性限制了其作为高温结构材料在1 200℃以上的应用进程,本文对NbCr2基合金的高温抗氧化性的研究现状及其高温抗氧化涂层的研究进展进行了综合评述,着重介绍了激光熔覆纳米陶瓷抗氧化涂层存在的问题及发展趋势,并就今后发展方向提出了看法。

合金元素Ni对NbCr_2/Nb合金热稳定性的影响

采用机械合金化+热压工艺制备了(NbCr_2/Nb)-Ni合金,通过探讨1 200℃下100h高温热暴露后合金室温组织和性能的变化,研究了Ni元素对NbCr_2/Nb合金热稳定性的影响。结果表明:Ni主要分布于Laves相NbCr_2中,整个热暴露过程中,合金无明显物相变化;添加Ni后,Ni部分取代Cr的位置,在一定程度上松弛了Laves相的结构,使得合金的维氏硬度、屈服强度略有下降,而塑性应变增加;热暴露过程中,添加Ni后NbCr_2/Nb合金的维氏硬度、抗压强度以及塑性应变的变化幅度明显减小,合金元素Ni提高了NbCr_2/Nb合金的热稳定性。

热暴露对Cr-12Nb合金组织与性能的影响

采用机械合金化+热压工艺制备出成分为Cr-12Nb的Cr/NbCr2合金。对该合金进行800℃保温不同时间的真空热暴露实验,研究了热暴露对合金组织与性能的影响。结果表明,合金在前30h的热暴露过程中析出了细小的Laves相NbCr2,随热暴露时间的延长,Laves相NbCr2不再析出,并发生聚集长大。Cr-12Nb合金的致密度在热暴露过程中稍有增加,而维氏硬度随热暴露时间的延长先升高后下降,但整体均高于热暴露前,维氏硬度在热暴露50h后达到6.1GPa,较未热暴露提高了3.3%。Cr-12Nb合金的室温压缩屈服强度、抗压强度和塑性应变随热暴露时间的延长先上升后下降,屈服强度和抗压强度整体而言均高于未热暴露时的强度。热暴露50 h后合金的屈服强度和抗压强度分别从热暴露前的1843MPa和1911MPa提高至1884MPa和2372MPa。塑性应变在热暴露10h后达到最大值13.2%,热暴露50h后下降至8.1%,较热暴露前下降了33.6%。

Mo对NbCr2/Nb合金组织及性能影响

采用机械合金化+热压工艺制备了NbCr2/Nb-XMo (X=0,2.5,5.0,7.5,10, at%)合金,研究了合金元素Mo对NbCr2/Nb合金组织及性能的影响。结果表明:合金元素Mo主要存在于Nb基体中,对合金的物相不产生明显影响,合金仍由Nb固溶体和NbCr2组成;Mo的添加使得NbCr2/Nb的相界面处应力增加,导致NbCr2颗粒中的层错/孪晶的密度增加,并促进了Nb基体中位错的运动,从而使得NbCr2/Nb合金在保持高强度的同时,具有良好的塑性和韧性。

NbCr2/Nb合金高温力学行为

在800~1200℃的变形温度,0.001~0.1 s-1的应变速率条件下对通过机械合金化+热压工艺制备的成分为Nb-22.5Cr的NbCr2/Nb合金进行了高温压缩试验,研究了合金的高温力学行为,并通过透射电子显微镜观察分析了合金的变形机制。结果表明:NbCr2/Nb合金的峰值强度随着变形温度的升高,应变速率的降低而下降。基体Nb的变形机制主要为位错的滑移;而NbCr2的变形机制是通过层错、孪晶、不全位错等方式进行。

Si对NbCr_2/Cr合金组织及性能的影响

采用机械合金化+热压烧结工艺制备了NbCr_2/Cr-xSi(x为摩尔分数)合金,探讨了Si对NbCr_2/Cr合金组织和性能的影响。结果表明,合金由Cr固溶体和Laves相NbCr_2组成,当Si含量达到5.0%后,出现了Nb_3Si相。随着Si含量增加,合金的相对密度和断裂韧度逐渐降低,而维氏硬度逐渐增大。另外,随着Si含量增加,合金的室温抗压强度先增大后减小,而屈服强度和塑性应变逐渐降低,合金的断裂机制由准解理断裂转变为解理断裂。

Nd2O3对NbCr2/Nb合金组织及性能的影响

采用机械合金化+热压制备了不同Nd2O3摩尔分数的NbCr2/Nb两相合金,研究了Nd2O3含量对合金组织及性能的影响。结果表明,Nd2O3的添加对合金的物相影响不明显;适量Nd2O3可有效改善合金的室温塑性、韧性,并提高其室温压缩强度,但当Nd2O3含量超过0.125%时,合金的室温性能下降,Nd2O3含量为0.125%的合金室温压缩强度和塑性分别为3 193 MPa和13.0%,相较于未添加Nd2O3的NbCr22.5合金提高了15.9%和137.2%。