tizrsi合金中硅化物形成机制研究

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1、第14卷专辑3V01．14S3中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetals2004年10月Oct．2004文章编号：1004—0609(2004)S3—0028—05Ti-Zr-Si合金中硅化物形成机制研究①陈敬超，于杰，周晓龙杜焰(昆明理工大学云南省新材料制备与加工重点实验室．昆明650093)摘要：通过Si／Ti—Zr扩散偶在900℃，保温时间分别为96h、480h的扩散实验，结合SEM和EDX对扩散偶的形貌、组织和成分分析，研究了Ti-Zr-Si合金中硅

2、化物的形成机制。研究结果表明，si／Ti—zr扩散偶在经过96h处理后，si元素能够较快地扩散，而Zr元素的扩散非常缓慢，因而si元素是组元扩散的决定因素相，形成钛基二元相；Si／Ti—Zr扩散偶经过480h处理后，锆元素非常明显地参与进来，形成丰富的二元和三元物相层，慢扩散元素锆成为三元相形成的控制元素；Zr元素的引入在实验中生成了大量的(Ti，Zr)Si的三元相，首次给出了该三元相中Ti与Zr的物质的量比范围为1．849～2．657。初步证明了在850～900℃内能够长期稳定存在的三元物相为(Ti

3、，Zr)Si，给出了si／Ti—Zr扩散偶处理后各相的形成序列。关键词：Ti—Zr-Si合金；Si／Ti—Zr扩散偶；硅化物MechanismofsilicideformedinTi-Zr-SiAlloyCHENJing—chao，YUJie，ZHOUXiao—long，DUYan(KeyLaboratoryofAdvancedMaterialsofYunanProvince，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China)Abs

4、tract：ThemechanismofsiliconcompoundformedinTi—Zr-SialloywasstudiedbySi／Ti—ZralloydiffusionCOU—ple(DC)treatedat900。C，holdingtimefor96hand480h，respectively．Themicrographs，microstructuresandcompositionsofSi／Ti—ZralloyDCweredeterminedbycombinationwithSEMand

5、EDXanalysis．Theresultsshowthatbytreatmentfor96h，inSi／Ti—ZrDCtheelementSicoulddiffusefaster，elementZrveryslowlycrossly，SOthattheelementSiisthecontrollingfactor，andtheTimatrixbinaryphasesareformedinshorttimediffusion．Af—tertreatmentofSi／Ti—ZralloyDCfor480

6、h，elementZrtakespartinthediffusionobviously，andTimatrixbinaryandternaryphasesareformedindiffusionlayer，elementZrbecomesthecontrollingfactorfortheternaryphasesformed．TheintroducedelementZrresultstheternaryphase(Ti，Zr)Siformation，themoleratioofTitOZrin(Ti

7、。Zr)SiisgivenOUtfirstlyintherangof1．849—2．657．Thepresentstudysupportsthattheternaryphases(Ti．Zr)SimaybeastablephasechronicallyinTi—Zr—Sialloysat850—900℃，andthephasesformedsequenceinSi／Ti—ZralloyDCisgivenout．Keywords：Ti—Zr—Sialloy；Si／Ti—Zralloydiffusionc

8、ouple；silicide高温钛合金中Si几乎是必不可少的一种重要元素。近年来，对钛合金中的硅化物作了大量的研究旷⋯。结果表明：加少量Si(0．1％～0．5％)可大大提高合金的高温抗蠕变性能，并能提高任何温度下的强度。硅能有效强化固溶体，它在p钛中的溶解度大大超过在a钛中的溶解度，所以采用在卢区或口+口区上部的处理使硅固溶，然后再进行时效处理，可获得细小、弥散分布的硅化物，强化晶界和相界。研究表明，当Si元素与Mo、V元素综合作用时效果最好[4]。在T