mc2fnbtiβ复合材料的微观组织与相演变的研究

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1、国内图书分类号：TQ174国际图书分类号：662.721工学硕士学位论文MC/Nb-Tiβ复合材料的微观组织及相演变研究硕士研究生：邢向杰导师：朱兆军副教授副导师：王宏伟副教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TQ174U.D.C.:662.721DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHOFMC/Nb-TiβCOMPOSITESMICROSTRUCTUREANDPHASEE

2、VOLUTIONCandidate:XingXiangjieSupervisor:Asso.Prof.ZhuZhaojunAssistantSupervisor:Asso.Prof.WangHongweiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsProcessingEngineeringAffiliation:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence:June,2008Degree-Conferring-In

3、stitution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文设计了MC/Nb-Tiβ原位自生复合材料的成分体系，并利用真空非自耗电弧炉采用熔铸法制备了20种成分的复合材料铸锭。利用高温热处理炉对所有成分的材料进行了热处理，热处理工艺为分别在900˚C和1100˚C保温24小时。利用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等仪器分析了相组成、组织特点及其相成分随材料成分的变化规律。对复合材料的铸态组织和相分析研究表明，所有成分的复合材料铸锭均由铌基固溶体相(Nbss)和碳化物相(MC)组成，材料成分的变化引起碳化

4、物相的变化。随C和Ti含量的增加，碳化物相由Nb2C向(Nb,Ti)C逐渐过渡。铸态组织中都含有Nbss+MC的共晶混合物，以网络状分布在铌基固溶体枝晶边界。微观组织有两种形态，一种是初生Nbss+(Nbss+MC)共晶体，另一种为初生MC+Nbss枝晶+(Nbss+MC)共晶体。C含量对复合材料中碳化物形貌的影响较大，随着C含量的增加，逐渐出现初生碳化物枝晶且含量随之增多，而对基体形貌影响不大；Ti含量的变化对基体的生长形貌产生直接影响，随着Ti含量的增加，基体呈现由胞状树枝晶→柱状树枝晶→等轴树枝晶的变化，Ti含量的变化对初生碳化物也有一定影响，在

5、C含量一定时，随着Ti含量的增加，初生碳化物含量也随之增加并逐渐趋于一致分布。对复合材料热处理后的组织和相变化研究表明，MC/Nb-Tiβ原位自生复合材料经热处理后仍由铌固溶体相和碳化物相组成，C与M原子比高的合金经两种温度热处理后碳化物相有由(Nb,Ti)C向Nb2C和(Nb,Ti)C两相转变的趋势。经不同工艺热处理后，初生的大块和枝晶间碳化物内部均有Nbss颗粒或Nbss条块生成，并有逐渐破碎成细小碳化物颗粒的趋势，共晶团中的碳化物颗粒也逐步球化；基体中有弥散的二次碳化物相生成，随Ti含量的增加逐渐粗化并出现先增多后减少的现象。关键词铌钛合金；(N

6、b,Ti)C；熔铸法；原位自生复合材料-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthispaper,MC/Nb-Tiβcompositeswith20differentcompositionswerepreparedbyvacuumnon-consumblearc-meltingmethod.High-temperaturefurnacewasemployedtoconductheattreatmentsfor24hoursat900and1100℃,respectively.X-raydiffractionanalyzer(XRD)an

7、dascanningelectronmicroscopy(SEM)equippedwithanenergydispersivespectroscope(EDS)wereemployedtoanalyzethephases,thecharacteristicofmicrostructureandthephasecompositionsevaluationuponmaterialcompositions.Throughtheresearchofstructureandphases,theresultsshowthat,thecompositeingotso

8、fMC/Nb-Tiβcompositescontaintwophases:Nbsolidsol