恒速和躍遷變速定向凝固下Ni-Ni-,3-Nb過共晶合金組織演化研究.pdf

1、本文研究了Ni-24.8wt﹪Nb過共晶合金恒速和躍遷變速定向凝固下的組織演變，重點探討了通過躍遷加速擴大共晶共生區(qū)的可行性，同時觀察和分析了躍遷加速過程中共晶層片間距的調(diào)整及其機制，最后通過壓縮試驗研究了躍遷加速后組織的改變對其力學(xué)性能的影響。在恒速定向凝固實驗中，Ni-24.8wt﹪Nb合金在200K/cm的溫度梯度下，凝固速度為1μm/s時合金以平界面耦合生長，得到的最終組織為規(guī)則的層片共晶，而理論計算表明凝固速度低于0.85μm

2、/s時，合金可得到耦合生長的共晶組織，計算結(jié)果與實驗結(jié)果較為一致。實驗中凝固速度在5～100μm/s時，Ni3Nb初生相領(lǐng)先于共晶相生長，并隨著凝固速度的提高，初生相形態(tài)發(fā)生由長板條狀向短條狀轉(zhuǎn)變，共晶相由規(guī)則層片轉(zhuǎn)變?yōu)椴灰?guī)則層片，同時初生相的體積含量也相應(yīng)減小。實驗中當(dāng)凝固速度達到10μm/s后，組織中出現(xiàn)Ni相共晶暈圈；而理論計算得到共晶暈圈相形成的臨界速度為14μm/s，兩者基本吻合。 通過躍遷加速定向凝固，抑制了Ni-2

3、4.8wt﹪Nb過共晶合金中β-Ni3Nb初生相的生長，使得在較高的凝固速度下仍然能獲得耦合生長的共晶組織，這為提高高溫自生復(fù)合材料的生產(chǎn)效率和擴大其共晶共生區(qū)提供了一個新的技術(shù)途徑。躍遷加速后共晶Ni相和Ni3Nb相層片都發(fā)生了分叉，非穩(wěn)態(tài)共晶組織的轉(zhuǎn)變可分為三個階段：規(guī)則共晶層片間距的減??；規(guī)則共晶向不規(guī)則共晶的轉(zhuǎn)變；不規(guī)則共晶層片間距的調(diào)整，這三個階段在轉(zhuǎn)變過程并不是截然分開的。躍遷加速后的非穩(wěn)態(tài)過渡區(qū)的長度隨變速比的增加而縮短，