Nb--W--Ti--Ni氫分離合金鑄態(tài)組織與氫滲透性能.pdf

1、近年來(lái)圍繞“雙相構(gòu)成、功能互補(bǔ)”的氫分離合金設(shè)計(jì)原則，新型Nb基氫分離合金的開(kāi)發(fā)成為了研究重點(diǎn)。其中，Nb-Ti-Ni三元?dú)浞蛛x合金具有良好的氫滲透性能與較強(qiáng)的抗氫脆性能，但其氫脆現(xiàn)象仍然很?chē)?yán)重。本文通過(guò)添加微量的W元素取代合金中的部分Nb，形成新的Nb-W-Ti-Ni四元合金，對(duì)其進(jìn)行SEM，EDS及XRD組織分析及氫溶解與氫滲透測(cè)試，探究W元素的加入對(duì)合金微觀組織和氫滲透性能的影響，開(kāi)發(fā)同時(shí)具有良好氫滲透性能與抗氫脆性能的新型氫分離

2、合金。
　　XRD、SEM與EDS結(jié)果表明，Nb45-xWxTi27.5Ni27.5(x=0，5，10)與Nb56-xWxTi23Ni21(x=0，5，10，15)合金均為初生相bcc-Nb加共晶相的雙相結(jié)構(gòu)。其中Nb45系三種合金與Nb56Ti23Ni21、Nb51W5Ti23Ni21合金的共晶相均為二元共晶相(bcc-Nb+B2-TiNi)，而Nb46W10Ti23Ni21、Nb41W15Ti23Ni21合金的共晶相出現(xiàn)了兩相

3、分離的離異共晶現(xiàn)象。添加的W元素完全固溶于初生相bcc-Nb中，W元素的添加使得合金初生相的二次枝晶臂變得不發(fā)達(dá)并逐漸消失。
　　氫溶解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在Nb-Ti-Ni三元合金中添加W元素可以有效的降低其氫溶解度，并隨添加W元素含量的增加合金的氫溶解度越低。此外，氫原子在合金中的溶解過(guò)程為放熱反應(yīng)，因此合金的溫度越高其氫溶解度越低。
　　氫滲透測(cè)試結(jié)果表明，在Nb45-xWxTi27.5Ni27.5(X=0，5，10)三種合

4、金中，添加5％含量的W元素可以提高在低溫條件下合金的氫滲透性能與擴(kuò)散系數(shù)，降低其在高溫條件下的氫滲透性能，而擴(kuò)散系數(shù)與基礎(chǔ)合金相近，當(dāng)W元素含量增加到10％時(shí)，會(huì)明顯降低合金的氫滲透性能與擴(kuò)散系數(shù)。在Nb56-xWxTi23Ni21(x=0，10，15)三種合金中，Nb56Ti23Ni21合金在具有優(yōu)異的氫滲透性能的同時(shí)其抗氫脆性能較差，而在其加入10％含量的W元素后可以有效提高合金的氫滲透系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)與抗氫脆性能，W元素含量增加到1