Nb-Ti(Zr)-Co四元合金铸态组织与渗氢性能

《Nb-Ti(Zr)-Co四元合金铸态组织与渗氢性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文Nb-Ti(Zr)-Co四元合金铸态组织与渗氢性能MICROSTRUCTUREANDHYDROGENPERMEABILITYOFNb-Ti(Zr)-CoALLOYS胡彩云哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG114.4学校代码：10213国际图书分类号：669.2密级：公开工学硕士学位论文Nb-Ti(Zr)-Co四元合金铸态组织与渗氢性能硕士研究生：胡彩云导师：李新中副教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年06月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedInde

2、x:TG114.4U.D.C:669.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringMICROSTRUCTUREANDHYDROGENPERMEATIONOFNb-Ti(Zr)-CoALLOYSCandidate：HuCaiyunSupervisor：Asso.Prof.LiXinzhongAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：Schoolof

3、MaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士论文摘要本文通过Zr置换部分Ti研究了Nb-Ti(Zr)-Co四元合金的微观组织及其渗氢性能。通过电弧炉熔炼了S类、A类、B类和C类共18个成分的合金，利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等分析各个合金的相和显微组织，获得了Nb-Ti(Zr)-Co合金具有可渗氢相组成的成分区域，研究

4、了可渗氢合金的渗氢性能，分析了合金成分、显微组织与渗氢性能Φ、氢溶解系数K以及氢扩散系数D之间的关系。在Nb-Ti-Co三元合金中，当Ti/Co为1:1(S类)，用Zr置换部分Ti时，合金铸态组织主要由初生相bcc-Nb和共晶[bcc-Nb+B2-(Ti,Zr)Co]构成，在共晶晶界处析出脆性相(Zr,Ti)2Co，降低了合金韧性。随Zr含量的增加，初生相bcc-Nb和(Zr,Ti)2Co相增加，共晶体中bcc-Nb相体积分数减少，共晶形态由层片状逐渐向棒状和点状转变。当Ti/Co小于1:1，用5at%Zr置换Ti，且Nb含量大于30at

5、%，Ti/Co大于0.6时，合金铸态微观组织满足渗氢相组成的基本要求。上述A类合金组织由初生相bcc-Nb加共晶[bcc-Nb+B2-(Ti,Zr)Co]或全共晶组织构成。其中Nb35Ti20Zr5Co40(A1)为全共晶成分点，用Zr取代部分Ti后，共晶点向高Nb方向移动。随Ti/Co(at%)减小，初生相bcc-Nb体积分数减少，共晶相中bcc-Nb体积分数增加，共晶形态倾向于层片状分布。当Ti/Co(at%)减小至小于0.6时，初生相bcc-Nb逐渐向初生B2-(Ti,Nb,Zr)Co或Nb6Co7转变(B类)。当A类合金中Zr含量

6、提高到10at%(C类)，合金主要由初生相bcc-Nb或Nb6Co7加共晶[bcc-Nb+B2-(Ti,Nb,Zr)Co]构成，与A类合金相比，初生相bcc-Nb体积分数增加，共晶体中bcc-Nb相体积分数减少，而B2-(Ti,Zr)Co转变为B2-(Ti,Nb,Zr)Co。对合金Nb35Ti23Zr5Co37、Nb40Ti20Zr5Co35和Nb35Ti18Zr10Co37进行的氢溶解和氢渗氢测试表明，随Zr含量增加，合金的氢溶解度增加，氢扩散系数减小；共晶组织中的bcc-Nb相体积分数越高，共晶形态越倾向于连续状分布，氢扩散系数越大。

7、-8-1其中，Nb35Ti18Zr10Co37的渗氢性能最好，在673K时的渗氢性能为3.5×10molH2m-1-0.5sPa，是纯Pd的2.19倍。关键词：Nb-Ti(Zr)-Co合金；铸态组织；氢溶解性能；氢渗透性能；I哈尔滨工业大学工学硕士论文AbstractMicrosturctureandhydrogenpermeabilityofas-castNb-Ti(Zr)-CoalloysinducedbythesubstitutionofTibyZrwereinvestigatedinthiswork.Thisinvolves18a

8、lloys,whichcanbedividedintofourtypes,termedas―S-type‖、―A-type‖、―B-type‖and―C-type‖.Theirphaseand