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Microstructure and microhardness of directionally solidified and heat-treated Nb-Ti-Si based ultrahigh temperature alloy 被引量:5
1
作者 郭海生 郭喜平 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第6期1283-1290,共8页
Directionally solidified (DS) specimens of Nb-Ti-Si based ultrahigh temperature alloy were heat-treated at (1 500 ℃, 50 h) and (1 500 ℃, 50 h) + (1 100 ℃, 50 h), respectively. The results show that the mic... Directionally solidified (DS) specimens of Nb-Ti-Si based ultrahigh temperature alloy were heat-treated at (1 500 ℃, 50 h) and (1 500 ℃, 50 h) + (1 100 ℃, 50 h), respectively. The results show that the microstructures become uniform, the long and big primary (Nb,X)sSi3 (X represents Ti and Hf elements) plates in the DS specimens are broken into small ones, and the eutectic cells lose their lamellar morphology and their interfaces become blurry after heat-treatment. Meanwhile, the (Nb,X)sSi3 slices in the eutectic cells of the DS specimens coarsen obviously after heat-treatment. Homogenizing and aging treatments could effectively eliminate elemental microsegregation, and the segregation ratios of all elements in niobium solid solution (Nbss) in different regions tend to 1. After heat-treatment, the microhardness of retained eutectic cells increases evidently, and the maximum value reaches HV1 404.57 for the specimen directionally solidified with a withdrawing rate of 100 μm/s and then heat-treated at (1 500 ℃, 50 h) + (1 100 ℃, 50 h), which is 72.8 % higher than that under DS condition. 展开更多
关键词 Nb-Ti-Si based ultrahigh temperature alloy homogenizing treatment aging treatment microstructural evolution MICROHARDNESS
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Effect of high temperature treatments on microstructure of Nb-Ti-Cr-Si based ultrahigh temperature alloy 被引量:3
2
作者 郭宝会 郭喜平 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第8期1710-1716,共7页
To investigate the effects of homogenizing and aging treatments on the microstructure of an Nb-Ti-Cr-Si based ultrahigh temperature alloy,coupons were homogenized at 1 200-1 500 °C for 24 h,and then aged at 1 000... To investigate the effects of homogenizing and aging treatments on the microstructure of an Nb-Ti-Cr-Si based ultrahigh temperature alloy,coupons were homogenized at 1 200-1 500 °C for 24 h,and then aged at 1 000 °C for 24 h.The results show that the heat-treated alloy is composed of Nb solid solution(Nbss),(Nb,X)5Si3 and Cr2Nb phases.With the increase of heat-treatment temperature,previous Nbss dendrites transformed into equiaxed grains,and petal-like Nbss/(Nb,X)5Si3 eutectic colonies gradually changed into small(Nb,X)5Si3 particles distributed in Nbss matrix.A drastic change occurred in the morphology of the Laves phase after homogenizing treatment.Previously coarse Cr2Nb blocks dissolved during homogenizing at temperature above 1 300 °C,and then much finer and crowded Cr2Nb flakes precipitated in the Nbss matrix in cooling.Aging treatment at 1 000 °C for 24 h led to further precipitation of fine particles of Laves phase in Nbss matrix and made the difference in concentrations of Ti,Hf and Al in Nbss,(Nb,X)5Si3 and Cr2Nb phases reduced. 展开更多
关键词 homogenizing treatment aging treatment Nb-Ti-Cr-Si based ultrahigh temperature alloy microstructural evolution
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Microstructure Development of Directionally Solidified Nb-Ti-Si Based Ultrahigh Temperature Alloy 被引量:1
3
作者 Guo Haisheng Guo Xiping Yao Chengfang 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A03期24-27,共4页
Integrally directional solidification of an Nb-Ti-Si based ultrahigh temperature alloy was performed in an ultrahigh temperature and high thermal gradient furnace with the use of ceramic crucibles. The microstructural... Integrally directional solidification of an Nb-Ti-Si based ultrahigh temperature alloy was performed in an ultrahigh temperature and high thermal gradient furnace with the use of ceramic crucibles. The microstructural evolution with the withdrawing rate increasing during directional solidification was revealed. The integrally directionally solidified microstructure was composed of couple grown lamellar (Nbss+(Nb,X)5Si3) eutectic colonies and a few hexagonally cross-sectioned (Nb,X)5Si3 columns (X represents Ti and Hf elements). All the directionally solidified microstructure was straightly aligned along the longitudinal axis of the specimens. With increasing of the withdrawing rate, the average diameter of the eutectic cells and inter lamella spacings in the eutectic cell decreased. The near-planar solid/liquid interface appeared when the withdrawing rate was 1μm/s, and the cellular solid/liquid interface formed when the withdrawing rate was 5 μm/s. 展开更多
关键词 超高温合金 物理性能 热梯度 定向凝固组织
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Ti-Nb-Si基超高温合金Si-Cr共渗抗氧化涂层的显微组织 被引量:6
4
作者 乔彦强 郭喜平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1993-1999,共7页
采用在1250、1350和1400℃ Si-Cr包埋共渗10h的方法,在Ti-Nb-Si基超高温合金表面制备了Cr改性硅化物涂层。结果表明:各温度下制备的涂层均具有多层复合结构;随包埋共渗温度的升高,涂层外层和中间层的组成相都发生改变。经1250℃,10hSi-C... 采用在1250、1350和1400℃ Si-Cr包埋共渗10h的方法,在Ti-Nb-Si基超高温合金表面制备了Cr改性硅化物涂层。结果表明:各温度下制备的涂层均具有多层复合结构;随包埋共渗温度的升高,涂层外层和中间层的组成相都发生改变。经1250℃,10hSi-Cr共渗时涂层外层为(Ti,X)5Si3(X代表Nb、Hf和Cr元素),中间层为(Ti,X)5Si4,过渡层(Ti,X)5Si3很薄;当提高共渗温度至1350℃时,涂层外层中Cr含量明显提高,外层除了(Ti,X)5Si3外,还出现含Cr的三元相(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3,中间层由(Ti,X)5Si4和(Ti,X)5Si3两相组成,而过渡层((Ti,X)5Si3)增厚;继续提高共渗温度至1400℃时,涂层外层主要由(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si3三元相组成,中间层已全部由(Ti,X)5Si3相组成,在过渡层与基体间还存在不连续的块状(Nb,Ti)3Si相,Si-Cr共渗温度对Cr扩散的影响更为显著。 展开更多
关键词 ti-nb-si基超高温合金 包埋渗 Si-Cr共渗 涂层结构
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Ti-Nb-Si基超高温合金Si-Cr共渗涂层在1250℃的氧化行为 被引量:1
5
作者 乔彦强 郭喜平 任家松 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期64-68,73,共6页
利用包埋共渗法在Ti—Nb—Si基超高温合金表面制备了Si-Cr共渗涂层,共渗温度为1350℃,时间为10h。将Si—Cr共渗后的试样在1250℃下分别氧化5,10,20,50h和100h。利用SEM,EDS和XRD等分析方法研究了涂层及氧化后氧化膜的结构、元素... 利用包埋共渗法在Ti—Nb—Si基超高温合金表面制备了Si-Cr共渗涂层,共渗温度为1350℃,时间为10h。将Si—Cr共渗后的试样在1250℃下分别氧化5,10,20,50h和100h。利用SEM,EDS和XRD等分析方法研究了涂层及氧化后氧化膜的结构、元素分布及相组成。结果表明,氧化前Si—cr共渗涂层分为4层:最外层为(Ti,X)5Si3(X代表Nb,Hf和Cr元素)和(Nb1.95Cr1.05)Cr2Si。3次外层为(Ti,X)5Si3,中间层为(Ti,X)5Si4,过渡层为(Ti,X)5Si3。涂层试样在1250℃氧化后形成的氧化膜分为两层:外层为(Ti,Nb,Cr)O2,下层为SiO2。未加涂层的试样在1250℃氧化遵循直线规律。加涂层的试样在1250℃氧化遵循分段抛物线规律,5~20h内为Y=15.81+3.92t1/2,20~100h内为Y=-82.71+27.12t1/2。在20~100h内氧化的抛物线速率常数比5~20h内氧化的大约高1个数量级。具有高Cr含量的外层比中间层及过渡层具有较好的抗氧化性。 展开更多
关键词 Ti—Nb—Si基超高温合金 包埋渗 Si—Cr共渗涂层 氧化行为
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Cooperative effects of Mo,V and Zr additions on the microstructure and properties of multi-elemental Nb-Si based alloys 被引量:1
6
作者 Rui Ma Xiping Guo 《Journal of Materials Science & Technology》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期27-41,共15页
Eight multi-elemental Nb-Si-based alloys with various Mo,V and Zr contents were prepared by vacuum non-consumable arc melting.The cooperative alloying effects of Mo,V and Zr on the arc-melted and heat-treated microstr... Eight multi-elemental Nb-Si-based alloys with various Mo,V and Zr contents were prepared by vacuum non-consumable arc melting.The cooperative alloying effects of Mo,V and Zr on the arc-melted and heat-treated microstructure,mechanical properties as well as oxidation resistance at 1250°C of the alloys were evaluated systematically.The results show that except for adding Mo solely,additions of Mo,V and Zr change the microstructure from eutectic to hypereutectic.The additions of Mo,V and Zr suppress the formation ofα(Nb,X)5 Si 3(“X”represents the alloying elements that substitute for Nb in the lattices),whilst promoting the formation ofγ(Nb,X)5 Si 3.The heat treatment at 1450°C for 50 h promotes the formation of(Nb,X)3 Si phase in the Zr-containing alloys.Alloying with either Mo or Zr improves,and their composite additions more obviously improve the compressive yield strength at 1250°C as well as the microhardness ofγ(Nb,X)5 Si 3.The room temperature fracture toughness of the alloys is enhanced by sole and composite additions of V and Zr,while it is deteriorated by the addition of Mo.The sole addition of Mo,V or Zr improves the oxidation resistance at 1250°C,the composite additions of V with Mo/Zr(especially V-Mo-Zr)degrade the oxidation resistance at 1250°C. 展开更多
关键词 Multi-elemental Nb-Si based ultrahigh temperature alloy alloying effect MICROHARDNESS Room temperature fracture toughness High-temperature compressive yield strength Oxidation resistance
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电弧熔炼Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金母合金锭的组织形成和成分分布特点 被引量:10
7
作者 姚成方 郭喜平 +1 位作者 郭海生 李永恺 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第z1期164-168,共5页
采用真空非自耗电弧熔炼然后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了其在不同位置的组织组成及成分分布特点。发现母合金锭的组织主要由Nbss与(Nb,X)5Si3两相组成。在母合金锭的边缘部位,组... 采用真空非自耗电弧熔炼然后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Hf-Al-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了其在不同位置的组织组成及成分分布特点。发现母合金锭的组织主要由Nbss与(Nb,X)5Si3两相组成。在母合金锭的边缘部位,组织主要由(Nbss+(Nb,X)5Si3)共晶团组成,此外还有少量的Nbss枝晶;但在母合金锭的中央部位,组织由初生(Nb,X)5Si3块或板条以及(Nbss+(Nb,X)5Si3)共晶团组成。母合金锭中的成分分布特点为Si含量由锭边缘向中央逐渐升高,而由锭下部到上部逐渐降低;Ti含量的变化则为由锭边缘向中央,由锭下部到上部逐渐减少。 展开更多
关键词 铌硅化物基超高温合金 组织形成 成分分布 电弧熔炼
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Nb-Ti-Si基超高温合金的有坩埚整体定向凝固组织分析 被引量:13
8
作者 姚成方 郭喜平 郭海生 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期579-584,共6页
在2000℃的熔体温度下,实现了Nb-Ti-Si基超高温合金的有坩埚整体定向凝固,并分析了合金定向凝固组织特征.结果表明,合金定向凝固组织分布均匀.定向生长效果显著,主要由耦合生长的层片状((Nb,Ti)_(ss)+(Nb,X)_5Si_3;X=Ti,Hf)共晶团及少... 在2000℃的熔体温度下,实现了Nb-Ti-Si基超高温合金的有坩埚整体定向凝固,并分析了合金定向凝固组织特征.结果表明,合金定向凝固组织分布均匀.定向生长效果显著,主要由耦合生长的层片状((Nb,Ti)_(ss)+(Nb,X)_5Si_3;X=Ti,Hf)共晶团及少量横截面为六边形的(Nb,X)_5Si_3棒组成.与电子柬区熔定向凝固及水冷铜坩埚内的Czochralski法定向凝固比较,有坩埚整体定向凝固时的轴向温度梯度更高,并且避免了区熔定向凝固时存在的固/界面前沿熔体中的对流和集肤效应,因而合金的定向生长效果更加明显. 展开更多
关键词 Nb-Ti-Si基超高温合金 有坩埚整体定向凝固 定向凝固组织
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铌硅化物基超高温合金Si-Y_2O_3共渗涂层的组织及其高温抗氧化性能 被引量:22
9
作者 齐涛 郭喜平 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1219-1225,共7页
采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,研究其在1250℃的恒温氧化性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y2O3共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化.结果表明:涂层具有明显分... 采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,研究其在1250℃的恒温氧化性能.采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)与X射线衍射(XRD)分析Si-Y2O3共渗涂层氧化前后的物相组成和组织变化.结果表明:涂层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)外层和(Nb,X)5Si3过渡层,在过渡层与基体之间有不连续分布的细小(Cr,Al)2(Nb,Ti)块状沉淀.EDS分析表明,涂层中的Y分布是不均匀的,(Cr,Al)2(Nb,Ti)相的Y含量为0.94at%左右,而(Nb,X)Si2和(Nb,X)5Si3相的Y含量为0.46at%~0.57at%.经1250℃分别氧化5,10,20,50和100h后,Si-Y2O3共渗涂层保持其原始的相组成,并在其表面形成以TiO2、SiO2和Cr2O3组成的致密混合氧化膜,且与基体结合良好. 展开更多
关键词 铌硅化物基超高温合金 Si—Y2O3 共渗涂层 涂层结构 高温抗氧化性能
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V,Al对Nb-Si系超高温结构材料抗氧化性能的影响 被引量:3
10
作者 康永旺 曲士昱 +1 位作者 宋尽霞 韩雅芳 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第5期6-10,共5页
采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-22Ti-12Si三元以及三种不同V,Al含量的Nb-Ti-Si-V-Al五元Nb-Si合金,研究了四种合金铸态显微组织和1250℃的抗氧化性能。结果表明:V,Al的加入促进了反应Nb3Si→Nbss+Nb5Si3,使合金相组成由Nbss+Nb3Si转变成... 采用真空非自耗电弧炉制备了Nb-22Ti-12Si三元以及三种不同V,Al含量的Nb-Ti-Si-V-Al五元Nb-Si合金,研究了四种合金铸态显微组织和1250℃的抗氧化性能。结果表明:V,Al的加入促进了反应Nb3Si→Nbss+Nb5Si3,使合金相组成由Nbss+Nb3Si转变成为Nbss+Nb5Si3,从而增加了合金中Nbss相体积分数;合金的抗氧化性能随V,Al含量的增加而提高;V,Al的加入使合金氧化皮结构发生了转变,生成了较为致密的氧化皮,降低了合金的氧化速率,减少了合金氧化皮的剥落和金属氧化损失量。Nb-21.9Ti-11.9Si-4.4V-4.1Al经过1250℃/50h氧化后金属损失厚度仅为0.1mm。 展开更多
关键词 Nb-Si系合金 超高温结构材料 金属间化合物 显微组织 抗氧化性能
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电子束区熔定向凝固Nb基高温合金的组织和性能 被引量:18
11
作者 郭喜平 高丽梅 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2006年第3期47-51,共5页
研究了Nb-S i-Ti-H f-Cr-A l-B-Y合金在电子束区熔炉上的定向凝固组织、室温断裂韧性和高温瞬时拉伸性能。合金的组织主要由Nb基固溶体(Nbss)、α-(Nb)5S i3和(Nb)3S i相组成。定向凝固后,初生Nbss枝晶以及Nbss+α-(Nb)5S i3/(Nb)3S i... 研究了Nb-S i-Ti-H f-Cr-A l-B-Y合金在电子束区熔炉上的定向凝固组织、室温断裂韧性和高温瞬时拉伸性能。合金的组织主要由Nb基固溶体(Nbss)、α-(Nb)5S i3和(Nb)3S i相组成。定向凝固后,初生Nbss枝晶以及Nbss+α-(Nb)5S i3/(Nb)3S i层片状或棒状共晶团均沿着试棒轴线定向排列。当电子枪移动速率R=2.4 mm/m in时,定向效果最好。定向凝固使合金在1250℃的拉伸强度及室温断裂韧性均显著提高。R=2.4 mm/m in试棒的抗拉强度最高,达85.0 MPa,同时其室温断裂韧性也达到19.4 MPa.m1/2。 展开更多
关键词 Nb基超高温合金 定向凝固 电子束区熔 显微组织 力学性能
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铌基超高温合金表面包埋Si-Y共渗涂层的显微组织 被引量:11
12
作者 田晓东 郭喜平 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期585-588,共4页
通过在1050和1150℃包埋Si-Y共渗5—20 h的方法在铌基超高温合金上制备抗氧化涂层,对涂层结构、相组成和形成过程进行了分析.结果表明:涂层主体为(Nb,X)Si_2(X=Ti,Cr,Hf),向内依次为(Nb,X)_5Si_3过渡层和富Al扩散区;不同共渗条件下制备... 通过在1050和1150℃包埋Si-Y共渗5—20 h的方法在铌基超高温合金上制备抗氧化涂层,对涂层结构、相组成和形成过程进行了分析.结果表明:涂层主体为(Nb,X)Si_2(X=Ti,Cr,Hf),向内依次为(Nb,X)_5Si_3过渡层和富Al扩散区;不同共渗条件下制备的涂层具有相似的结构,涂层生长的动力学曲线符合抛物线规律.能谱的半定量分析表明,渗层中的Y含量随共渗温度的升高增加显著,而随共渗时间的延长增加缓慢. 展开更多
关键词 铌基超高温合金 Si-Y共渗涂层 组织形成
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铌基超高温合金表面Si-Al包埋共渗抗氧化涂层的组织形成 被引量:9
13
作者 田晓东 郭喜平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期7-12,共6页
通过1000~1150℃Si-Al包埋共渗8h的方法在铌基超高温合金表面制备Al改性硅化物抗氧化涂层,结果表明:实验温度下制备的涂层均具有多层复合结构;不同温度下共渗涂层外层的相组成不同,但最内层均由(Nb,Ti)Al3和(Cr,Al)2(Nb,Ti)组成。1050... 通过1000~1150℃Si-Al包埋共渗8h的方法在铌基超高温合金表面制备Al改性硅化物抗氧化涂层,结果表明:实验温度下制备的涂层均具有多层复合结构;不同温度下共渗涂层外层的相组成不同,但最内层均由(Nb,Ti)Al3和(Cr,Al)2(Nb,Ti)组成。1050℃、8hSi-Al共渗在合金表面形成了Al改性的硅化物涂层,其最外层主要为Nb3Si5Al2,依次往内为(Nb,X)(Si,Al)2(X代表Ti,Cr和Hf元素)层、(Nb,X)5Si3层以及最内层;而在1000℃、8h条件下Si-Al共渗形成的涂层以(Nb,Ti)Al3为主,其中含有少量的(Nb,X)5Si3,没有形成以硅化物为主的涂层;在1100℃、8h和1150℃、8h条件下Si-Al共渗形成的涂层外层以(Nb,X)(Si,Al)2为主,但其中Al含量(摩尔分数)仅为2.35%,没有形成Nb-Si-Al三元化合物层。 展开更多
关键词 铌基超高温合金 包埋渗 Al改性硅化物涂层
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铌基超高温合金包埋渗铝改性硅化物涂层结构 被引量:8
14
作者 田晓东 郭喜平 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期114-118,共5页
利用包埋渗法在新型铌基超高温合金表面制备了铝改性的硅化物抗氧化涂层,分析了涂层的相组成、结构及其组织形成过程。涂层制备采用先在1150℃包埋渗硅4h,然后再于800-1000℃包埋渗铝4h的方法。结果表明:渗硅后涂层的相组成为(Nb,X)... 利用包埋渗法在新型铌基超高温合金表面制备了铝改性的硅化物抗氧化涂层,分析了涂层的相组成、结构及其组织形成过程。涂层制备采用先在1150℃包埋渗硅4h,然后再于800-1000℃包埋渗铝4h的方法。结果表明:渗硅后涂层的相组成为(Nb,X)Si2(X代表Ti,Cr和Hf元素);再于各温度包埋渗铝后,(Nb,X)Si2层中的平均铝含量随包埋渗铝温度的升高而增加,最高可达10.84at%;当包埋渗铝温度为860-1000℃时会在渗硅层与基体间形成新的铌铝金属间化合物层,且渗入(Nb,X)Si2层中的铝会在局部形成Nb3Si5Al2相。 展开更多
关键词 铌基超高温合金 包埋渗 铝改性硅化物涂层 涂层结构
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铌硅化物基合金Si-Y_2O_3共渗涂层的组织形成 被引量:9
15
作者 齐涛 郭喜平 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1822-1828,共7页
采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,共渗温度分别为1050、1150和1250℃,共渗时间分别为5、10、15和20h。利用SEM、EDS和XRD等方法分析涂层的结构、元素分布及相组成,并对涂层形成机理及Y2O3催渗... 采用Si-Y2O3包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备Y改性的硅化物涂层,共渗温度分别为1050、1150和1250℃,共渗时间分别为5、10、15和20h。利用SEM、EDS和XRD等方法分析涂层的结构、元素分布及相组成,并对涂层形成机理及Y2O3催渗机理进行讨论。结果表明:涂层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti、Hf和Cr)外层和(Nb,X)5Si3过渡层,在过渡层与基体之间有一些不连续分布的细小(Cr,Al)2(Nb,Ti)块状沉淀;Y在涂层中的分布不均匀,在(Cr,Al)2(Nb,Ti)相中Y含量为0.94%(摩尔分数)左右,而在(Nb,X)Si2和(Nb,X)5Si3相中则为0.46%~0.57%;随共渗温度升高,Y含量增加显著;而随共渗时间延长,涂层中的Y含量增加较小;渗剂中添加Y2O3不但细化了涂层的组织,而且产生了明显的催渗作用。 展开更多
关键词 铌硅化物基超高温合金 Si-Y2O3共渗涂层 包埋渗 Y2O3 组织形成
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Nb基超高温合金定向凝固组织及其共晶凝固机理研究进展 被引量:6
16
作者 郭海生 郭喜平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期56-59,共4页
Nb-Si基共晶体系超高温合金是目前最有希望应用于超高温环境的材料之一。目前的研究还仅仅停留在合金化改善其综合性能及抗氧化涂层的制备等方面,而对其共晶凝固机理等更深层次的研究还较少。从Nb基超高温合金铸态、定向凝固态组织及相... Nb-Si基共晶体系超高温合金是目前最有希望应用于超高温环境的材料之一。目前的研究还仅仅停留在合金化改善其综合性能及抗氧化涂层的制备等方面,而对其共晶凝固机理等更深层次的研究还较少。从Nb基超高温合金铸态、定向凝固态组织及相组成等角度入手对该合金的微观组织变化规律进行了分析和总结;并对Nb基超高温合金共晶凝固机理的研究进展进行了综述;此外,还讨论了该合金目前仍需解决的问题。 展开更多
关键词 Nb基超高温合金 定向凝固 共晶凝固 耦合生长 凝固速度 初生相
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铌硅基超高温合金Si-Ce共渗层的组织及高温抗氧化性能 被引量:12
17
作者 张艺 郭喜平 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第20期134-137,共4页
采用Si-CeO2包埋共渗的工艺在铌硅基超高温合金表面制备了Si-Ce共渗层,研究了其在1250℃时的恒温氧化性能。采用XRD、SEM及EDS分析了Si-Ce共渗层氧化前后的相组成、组织形貌及微区成分。结果表明:Si-Ce共渗层具有明显分层的结构,由外至... 采用Si-CeO2包埋共渗的工艺在铌硅基超高温合金表面制备了Si-Ce共渗层,研究了其在1250℃时的恒温氧化性能。采用XRD、SEM及EDS分析了Si-Ce共渗层氧化前后的相组成、组织形貌及微区成分。结果表明:Si-Ce共渗层具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)外层和(Ti,Nb)5Si4过渡层,且Si-Ce共渗层的生长符合抛物线的动力学规律;1250℃的氧化结果显示,Si-Ce共渗层的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,其抛物线速率常数比未制备渗层的基体合金低4个数量级,说明其具有优异的高温抗氧化性能。 展开更多
关键词 铌硅基超高温合金 Si-Ce共渗层 包埋渗 共渗层结构 高温抗氧化性能
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铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布 被引量:2
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作者 何永胜 郭喜平 +1 位作者 孙志平 巨小创 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期4-9,共6页
采用真空非自耗电弧熔炼后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf-Mo-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了合金锭不同位置的组织形貌、相组成和成分分布特点。结果表明:母合金锭主要由Nbss,(Nb,X)5Si3和(Nb,X)3Si三相组成。母合... 采用真空非自耗电弧熔炼后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了Nb-Ti-Si-Cr-Al-Hf-Mo-B-Y超高温合金的母合金锭,分析了合金锭不同位置的组织形貌、相组成和成分分布特点。结果表明:母合金锭主要由Nbss,(Nb,X)5Si3和(Nb,X)3Si三相组成。母合金锭组织主要由初生Nbss枝晶,花瓣状Nbss+(Nb,X)5Si3共晶和块状(Nb,X)3Si组成;但在母合金锭底部和顶部的中心部位组织却由分布均匀的Nbss+(Nb,X)5Si3共晶组成,没有出现初生树枝状Nbss和块状(Nb,X)3Si。母合金锭中的成分分布特点为Si由锭边缘向中央逐渐升高,Ti由边缘向中央逐渐递减。 展开更多
关键词 铌硅化物基超高温合金 显微组织 相组成 电弧熔炼
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Y_2O_3对铌硅化物基超高温合金硅化物渗层组织的影响 被引量:6
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作者 齐涛 郭喜平 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期12-18,共7页
采用包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备了Si-Y2O3共渗层,共渗温度为1050℃,共渗时间为10h。利用SEM,EDS和XRD等方法分析了渗剂中Y2O3添加量对渗层结构、组织形貌及其成分分布的影响,并与相同包埋渗温度和时间下单独渗Si渗层... 采用包埋共渗工艺在铌硅化物基超高温合金表面制备了Si-Y2O3共渗层,共渗温度为1050℃,共渗时间为10h。利用SEM,EDS和XRD等方法分析了渗剂中Y2O3添加量对渗层结构、组织形貌及其成分分布的影响,并与相同包埋渗温度和时间下单独渗Si渗层的组织进行了对比。结果表明:在渗剂中添加不同含量Y2O3后的渗层具有相似的结构,均具有明显分层的结构,由外至内依次为(Nb,X)Si2(X表示Ti,Hf和Cr)层,(Nb,X)5Si3过渡层和富Al扩散区。与单独渗Si渗层相比,渗剂中添加Y2O3没有改变渗层表层的相组成,但抑制了渗层中孔洞的产生,使相同包埋渗温度和时间处理后Si-Y2O3共渗层的组织较单独渗Si渗层的更为致密。EDS能谱分析结果表明,Y在渗层中的分布是不均匀的,在靠近过渡层与基体界面处的Y含量较高,并由内向外逐渐递减。随渗剂中Y2O3含量增加,渗层中的平均Y含量出现先增加后降低的规律。当渗剂中Y2O3的加入量为1%2%(质量分数)时,Y2O3具有明显的催渗作用。 展开更多
关键词 铌硅化物基超高温合金 Si—Y2O3共渗层 包埋渗 涂层结构
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Nb基超高温合金制备及定向凝固用坩埚的选择 被引量:3
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作者 武兴君 郭喜平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期63-66,共4页
目前Nb基超高温合金的制备主要是通过多次电弧熔炼得到成分均匀的铸锭。其定向凝固或者是在水冷铜坩埚内采用Czochralski技术进行,或者是采用不需要坩埚的悬浮区熔法实现,但这两种方法都不能得到较高的温度梯度。为了获得更好的定向凝... 目前Nb基超高温合金的制备主要是通过多次电弧熔炼得到成分均匀的铸锭。其定向凝固或者是在水冷铜坩埚内采用Czochralski技术进行,或者是采用不需要坩埚的悬浮区熔法实现,但这两种方法都不能得到较高的温度梯度。为了获得更好的定向凝固组织,需要在超高温超高真空定向凝固设备上进行有坩埚的整体定向凝固。结合国内外共晶自生复合材料常用的制备技术,提出了适用于铌基超高温合金整体定向凝固技术的坩埚材料及其涂层技术。 展开更多
关键词 Nb基超高温合金 定向凝固 坩埚材料 涂层
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