Ni基金屬間化合物合金的成分設(shè)計與激光制備.pdf

1、金屬間化合物因具有高熔點、高強度、優(yōu)異的抗氧化和抗腐蝕性能以及反常的強度-溫度特性，是一類極具潛力的高溫結(jié)構(gòu)材料或涂層材料。特別是Ni-Si和Ni-Al系金屬間化合物在石油、化工、航空航天等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文利用先進(jìn)的激光加工技術(shù)，應(yīng)用合金化的方法，制備了Ni-25Si、Ni-25Si+Cr/Nb、Ni-13Si-9Ti+Cr/Nb和Ni-Al-Si系Ni基金屬間化合物合金。使用XRD、OM、SEM、EDS、EPMA

2、和DSC等手段分析合金的相組成、顯微組織和相變過程。利用HX-1000TM型顯微硬度計對合金的硬度進(jìn)行了測量。 在優(yōu)化激光加工工藝參數(shù)下，制備的Ni-25Si合金組成相為γ-Ni固溶體和Ni3Si金屬間化合物，顯微硬度高達(dá)740HV。宏合金化元素Cr加入后，Ni-Si-Cr合金主要由γ-Ni固溶體、Ni31Si12和Ni3Si金屬間化合物組成；隨著Cr元素添加量的增加，顯微組織由典型的樹枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)轭惥W(wǎng)狀組織。添加宏合金化Nb(5

3、at．％)元素后，合金的相主要由γ-Ni固溶體、Ni31Si12、Ni3Si金屬間化合物和Nb3Ni2Si組成；顯微組織細(xì)小致密，最高硬度可達(dá)747HV，與Ni-25Si合金相當(dāng)。 以Ni-13Si-9Ti為合金粉末基體，激光制備合金的主要組成相為γ-Ni固溶體和Ni3(Si，Ti)金屬間化合物。添加宏合金化元素Cr后，除γ-Ni和Ni3(Si，Ti)相外，出現(xiàn)t6(Ni16Si7Ti6)新相；顯微組織隨著Cr添加量的增加而變得

4、細(xì)小致密，主要表現(xiàn)為樹枝晶生長；顯微硬度相比于Ni-13Si9Ti合金略有升高。添加宏合金化Nb元素后，合金的相主要由γ-Ni固溶體、Ni3(Si，Ti)和Nb3Ni2Si組成；隨著Nb添加量的增加，顯微組織明顯得到細(xì)化，并且其中的共晶相含量明顯增加，當(dāng)添加量至8at．％Nb時表現(xiàn)為共晶形貌；合金的顯微硬度得到大幅度提高，最高值達(dá)870.6HV。 激光制備Ni-Al-Si合金的相主要由Ni-Al系金屬間化合物組成。其中激光輻照N