定向凝固Nb—Ti—Si基超高温合金的共晶组织形貌演化-论文.pdf

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1、第49卷第7期金属学玫、，01．49No．72013年7月第853—862页ACTAMETALLURGICASINICAJu1．2013PP．853—862定向凝固Nb—Ti—si基超高温合金的共晶组织形貌演化李小飞郭喜平(西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安710072)摘要在熔体温度为2000℃的条件下，分别以2．5，5，10，20，50和100#m／s的抽拉速率对Nb—Ti—Si基超高温合金进行了有坩埚整体定向凝固．采用XRD，SEM和EDS等分析方法，研究了抽拉速率对定向凝固共晶组织及固／液界面形貌的影响，并分析了该合金的凝固过程．结果表明：合金定向凝固组织主要由沿着试

2、棒轴向排列的横截面呈花瓣状的共晶胞EutecticI(Nb／a(Nb，X)5Si3)以及分布于共晶胞周目的沿试棒轴向耦合生长的共晶组织EutecticII(Nb。。／~(Nb，X)5Sia)组成．随着凝固速率的增大，组织细化，花瓣状共晶胞由以硅化物或细小共晶为中心的近似圆形形貌逐渐演变为以十字形Nbss为中心、a(Nb，X)sSi3呈片状向外辐射生长的四边形形貌；EutecticII则呈沿纵向耦合生长的层片状形貌．固／液界面形貌经历了由胞枝状一树枝状一胞枝状的演变过程．关键词Nb—Ti—Si基超高温合金，整体定向凝固，固／液界面形貌，共晶组织中图法分类号TG113文献标识码A文章编

3、号0412-1961(2013)07—0853—10EUTECTICMICRoSTRUCTUREEVoLUT10N0FDIRECT10NALLYS0LIDIFIEDNb—Ti—SiBASEULTRAHIGHTEMPERATUREALL0YLIxaofei．GU0XipingStateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing，NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072Correspondent：GUOXiping，professor，f(029)88494873，E-mail：xpguo@nwp

4、u．edu．cnSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChinaNo．5107112~)，specialResearchFundbrDoctoralProgramofHigherEducationofChinaNo．20096102110012)andProgrammeofIntroducingTalentsofDisciplinetoUniversities(No．B080401)Manuscriptreceived2013—01—3O．inrevisedform2013—04-1lABSTRACTNb—Ti—Sibaseult

5、rahightemperaturealloysthatpossesshighermeltingpoints．relativelylowerdensitiesandattractivehightemperaturestrengthhavereceivedworldwideattentionfortheirpotentialapplicationsasnextgenerationturbinebladematerials。Inthiswork．integrallydirectionalsolidificationofanNb—Ti-Sibaseultrahightemperaturea

6、lloywasconductedatdifferentwithdrawingrates(2．5，5，10，20，50and100m／s)withaconstantmelttemperatureof2000℃．E丑．ectofsolidifyingrateontheintegrallydirectionallysolidifiedeutecticmicrostructureand．solid／liquidinterfacemorphologyofthisalloyhasbeeninvestigatedbyXRD．SEMandEDS．anditsdirectionalsolidific

7、ationbehaviorhasbeendiscussed．Theresultsshowthatthedirectionallysolidifiedmicrostructureismainlycomposedofpetal—likeNbss／a(Nb，X)sSi3eutecticcolonies(EutecticI)andcoupledgrownlamellarNbss／v(Nb，X)5Si3eutectic(EutecticII)whichdistributedin