Ni3（Al1-x Six）合金的组织性能.pdf

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1、第３９卷第９期Ｖｏｌ畅３９Ｎｏ畅９２０１４年９月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１４Ni（AlSi）合金的组织性能31－xx１１２张俊喜，郭小汝，陈辉（１．兰州工业学院材料工程学院，甘肃兰州　７３００５０；２．聊城大学材料科学与工程学院，山东聊城　２５２０００）摘要：以纯Ｎｉ、Ａｌ和Ｓｉ块为原料，采用真空熔炼方法制备了Ｎｉ３（Ａｌ１－xＳｉx）（x＝０、０．１、０．２、０．３）合金，利用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、能谱仪（ＥＤＳ）等对合金组织性能进行了研究。结果表明，Ｎｉ３（Ａｌ１－xＳｉx）合金的

2、主要物相为Ｎｉ３Ａｌ及Ｎｉ３（Ａｌ，Ｓｉ）固溶体；合金元素Ｓｉ的引入，细化了材料晶粒，晶粒尺寸在２７．４～７３．６ｎｍ之间，合金具有纳米晶结构；随Ｓｉ含量增加，Ｎｉ３（Ａｌ１－xＳｉx）１／２合金硬度和断裂韧性提高，当x＝０．３时，合金具有最佳的综合力学性能，其硬度和断裂韧性分别为７２６ＨＶ０．５和８．３５ＭＰａ·ｍ。关键词：Ｎｉ３（Ａｌ１－xＳｉx）合金；显微组织；力学性能＋中图分类号：TG146．15文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）09-0114-03MicrostructureandpropertiesofNi3（Al1－

3、xSix）alloy１１２ＺｈａｎｇＪｕｎｘｉ，ＧｕｏＸｉａｏｒｕ，ＣｈｅｎＨｕｉ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｄｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｃｈｅｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＬｉａｏｃｈｅｎｇＳｈａｎｄｏｎｇ２５２０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｎｉ３（Ａｌ１－xＳｉx）（x＝０，０．１，０．２，０．３）ａｌｌｏｙｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｖａｃ

4、ｕｕｍａｒｃｍｅｌｔｉｎｇｗｉｔｈｐｕｒｅＮｉ，ＡｌａｎｄＳｉｂｌｏｃｋｓａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ．ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙＸＲＤ，ＳＥＭａｎｄＥＤＳ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｐｈａｓｅｓｏｆＮｉ３（Ａｌ１－xＳｉx）ａｌｌｏｙａｒｅＮｉ３ＡｌａｎｄＮｉ３（Ａｌ，Ｓｉ）ｓｏｌｕｔｉｏｎｐｈａｓｅｓ．ＴｈｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｆｉｎｅｗｉｔｈＳｉｃｏｎｔｅｎｔａｄｄｉｎｇ，ａｎｄｉｓ２７．４-７３．６ｎｍ，ｔｈ

5、ａｔｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈｅａｌｌｏｙｗｉｔｈｎａｎｏ-ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ＷｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＳｉｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆｔｈｅａｌｌｏｙｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｗｈｅｎx＝０．３，ｔｈｅａｌｌｏｙｅｘｈｉｂｉｔｓｏｐｔｉｍａｌｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｔｏｕｇｈｎｅｓｓｉｓ１／２７２６ＨＶ０．５ａｎｄ８．３５ＭＰａ·ｍ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Keywords：Ｎｉ３（

6、Ａｌ１－xＳｉx）ａｌｌｏｙｓ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ随着航空、航天技术的进步与发展，对材料的高和高温抗氧化性能。本试验采用真空熔炼法制备了［１-３］温性能有了更高的要求。传统的镍基合金的密Ｎｉ３（Ａｌ１－xＳｉx）合金，并对其微观结构和力学性能进行度较大，且使用温度已经达到极限（１１００℃），难以了研究。满足进一步提高材料高温性能和结构减重的要［４-５］求。Ｎｉ３Ａｌ具有高熔点（１３８５℃）、低密度、高的１　试验材料与方法比强度、优良的抗氧化和耐腐蚀性等优点，且在一定以纯Ｎｉ（≥９９．９％）、Ａｌ（≥

7、９９．５％）和Ｓｉ块的温度范围内，其强度随温度升高而升高。这些优（≥９９．９％）为原料，按照Ｎｉ３（Ａｌ１－xＳｉx）（其中，x＝０、异的性能使得Ｎｉ３Ａｌ被视为极具潜力的高温结构材０．１、０．２、０．３）合金配比称料，放入真空熔炼炉中制备［６-１０］料。然而，Ｎｉ３Ａｌ合金存在室温脆性大，高温强度合金锭（每个试样３０ｇ），每个试样反复翻转熔炼３低的不足，限制了其广泛应用。已有研究表明，通过添次，以保证合金成分的均匀性。加微量元素的方法，可大大改善Ｎｉ３Ａｌ合金的塑性、强利用ＲｉｇａｋｕＤ／ｍａｘ-２４００型Ｘ射线衍射仪及ＥＤＳ［１１-１２］度及其综

8、合性能。Ｎｉ３Ｓｉ与Ｎｉ３Ａｌ同晶型，可望具确定合金的物相及结构；采用扫描电镜（ＳＥＭ）和金相有好的相界匹配