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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
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