Nb-Si-Mo三元系合金相图

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1、第31卷第6期航空学报v01．31No．62010年6月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTlCASlNICAJune2010文章编号：1000—6893(2010)06—1280-08Nb—Si—Mo三元系合金相图黄强1，赵新青2，马朝利2，宋尽霞1(1．北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室，北京100095)(2．北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京100191)PhaseDiagramofNb-Si-MoTernarySystemHuangQian91，ZhaoXinqin92，MaChaoli2，So

2、ngJinxial(1．NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAdvancedHighTemperatureStructuralMaterials，BeijingInstituteofAeronauticalMaterials，Bering100095，China)(2．SchoolofMaterialsScienceandEngineering。BeijingUniversityofAeronautiesandAstronautics，Bering100191，China)摘要：Nb／Nb5

3、Si3原位复合材料是一种有望替代镍基超合金用做飞机发动机叶片的新一代超高温结构材料。采用非自耗电弧熔炼技术制备出不同成分的Nb／NbsSis原位复合材料，利用x射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对Nb-Si—Mo=三元系合金的相组成和微观组织进行研究。结果表明：Nb-Si-Mo三元系部分液相面投影图(<37．5at％Si)含有4个初生相区，其立体相图中存在2个液固四相平衡反应和1个固态四相平衡反应。在2个液固四相平衡反应面之间存在一个三相共晶平衡棱柱，成分位于该棱柱内的合金会通过L—Nbss+争Nb。Si。反应凝固生成Nbss／p-Nb。Si。片层共

4、晶。关键词：Nb／Nb。Si3原位复合材料；Nb-Si—Mo=三元系；相转变；液相面投影图；立体相图中图分类号：V252；TGl46．4文献标识码：AAbstract：Nb／Nb5Si3in-situcompositesshowgreatpotentialtOreplaceNi-basedsuperalloysasanewgenera—tionofultra-hightemperaturestructuralmaterialsforaircraftengines．Inthepresentstudy，Nb／Nb5Si3in-situcomposi

5、teswithdifferentcompositionsarepreparedbynon-consumableare-meltingtechnology．ConstituentphaseandmicrostructureofNb-Si—MoternaryalloysareinvestigatedbyX-raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscope(SEM)andenergydispersivespectroscopy(EDS)．Theresultsindicatethatpartialliqui-

6、dussurfaceprojectionofNb-Si—Moternarysystem(<37．5at％Si)containsfourprimaryphaseregions．Twoliquid-solidfour-phaseequilibriumreactionsandonesolidfour-phaseequilibriumreactionappearinthree-di-mensionalphasediagram．BetweenthetWOliquid—solidfour-phaseequilibriumsurfaces。thereexis

7、tsathree-phaseeutecticequilibriumregion，thealloysinwhichsolidifyintoNbss／8_Nb5Si3lamellareutecticbyL—Nbss+13-NbsSisreaction．Keywords：Nb／NbsSi3iwsitucomposites；Nb-Si·-Moternarysystem；phasetransitions；liquidussurfacepro·-jection；three-dimensionalphasediagram先进燃气涡轮发动机的发展对其叶片材料不

8、断提出更高的要求。目前最先进的叶片材料——第3代镍基单晶合金，工作温度为1150℃，已达其熔点的85％，接近使用温度的极限[1]。因此，亟待开发新一代