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放电等离子烧结制备Nb-Si-Ti-Al-Hf-Cr合金的显微组织及力学性能
  • ISSN号:1001-4381
  • 期刊名称:材料工程
  • 时间:2015.10.1
  • 页码:20-27-
  • 分类:TG13[金属学及工艺—合金;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51171005)
  • 相关项目:高温抗氧化Mo(Si,Al)2/(Cr+Si)复合涂层引起Nb-Si基合金力学性能退化的机理研究
中文摘要:

以预合金化的粉末尺寸D50为3.3μm的NbSS固溶体相细粉末,粉末尺寸D50分别为22.1μm和23.5μm的Nb5Si3和Cr2Nb化合物粉末为原料,采用放电等离子烧结技术制备NbSS/Nb5Si3两相合金和NbSS/Nb5Si3/Cr2Nb三相合金,研究显微组织形貌、室温和高温力学性能及高温氧化性能。结果表明:两相合金的显微组织由NbSS基体和呈均匀岛状分布的Nb5Si3组成,三相合金中NbSS有相互连接成基体的趋势,而Nb5Si3和Cr2Nb相也以块状散布在NbSS中。NbSS/Nb5Si3两相合金和NbSS/Nb5Si3/Cr2Nb三相合金的室温断裂韧性值KQ分别达到15.1MPa·m1/2和11.3MPa·m1/2,室温下合金中NbSS相以韧窝型断裂为主,对Nb-Si基合金的室温断裂韧性有利,而Nb5Si3和Cr2Nb相为脆性断裂。1250℃时NbSS/Nb5Si3/Cr2Nb合金的压缩强度高于NbSS/Nb5Si3合金,但当温度上升到1350℃时两者强度出现反转。Cr2Nb相对合金高温抗氧化性能有利,1250℃下静态氧化100h时NbSS/Nb5Si3合金的氧化增重为233mg/cm2,大于NbSS/Nb5Si3/Cr2Nb合金的175mg/cm2。

英文摘要:

Pre-alloyed NbSSsolid-solution fine powder with a D50 size of 3.3μm,pre-alloyed Nb5Si3 and Cr2Nb compound powders with D50 size respectively of 22.1μm and 23.5μm were used as raw materials,and two-phase NbSS/Nb5Si3 alloy and three-phase NbSS/Nb5Si3/Cr2 Nb alloy were fabricated by Spark Plasma Sintering(SPS).The microstructure,mechanical properties and oxidation behavior at room and/or high temperatures were investigated.The results show that the microstructure of the NbSS/Nb5Si3 alloy consists of the NbSS matrix and the uniformly distributed Nb5Si3 islands.As for the NbSS/Nb5Si3/Cr2 Nb alloy,the NbSSphase tends to connect to be the matrix,while the Nb5Si3 and Cr2 Nb blocks scatter in the NbSSphase.Fracture toughness KQat room temperature of the two-phase and three-phase alloys are 15.0MPa·m1/2and 11.3MPa·m1/2,respectively.The NbSSphase is found to fail in a dimple mode under bending,which is greatly beneficial to KQ of the bulk Nb-Si based alloys;while the Nb5Si3 and Cr2Nb phases fracture in a brittle mode.At 1250℃,the compressive strength of the NbSS/Nb5Si3/Cr2 Nb alloy is higher than that of the NbSS/Nb5Si3 alloy,whereas it is contrary at 1350℃.The Cr2 Nb phase plays a positive role in oxidation resistance at high temperature.Air exposed at 1250℃for 100 h,the oxidation mass gain of NbSS/Nb5Si3 alloy is 233mg/cm2,greater than 175mg/cm2 of the NbSS/Nb5Si3/Cr2 Nb alloy.

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期刊信息
  • 《材料工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航空工业集团公司
  • 主办单位:中国航空工业集团公司 北京航空材料研究院
  • 主编:曹春晓
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  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4381
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1800/TB
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  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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