[發明專利]一種具有擇優位向關系的NbSi合金

有效

• 申請號: 201810066389.8
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108277410B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 賈麗娜;張虎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: C22C27/02
• 分類號: C22C27/02;C22F1/18;C22C1/02;B22D27/04
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 程連貞;陳磊

本發明公開了一種具有擇優位向關系的NbSi合金，所述的采用定向凝固方法獲得，Nbss相的[001]晶向與α?Nb₅Si₃相的[001]晶向平行，并且Nbss相的(110)晶面與α?Nb₅Si₃相的(110)晶面平行，并且Nbss相的(111)晶面與α?Nb₅Si₃相的(112)晶面平行；Nbss相的[001]晶向與γ?Nb₅Si₃相的[0001]晶向平行，并且Nbss相的(110)晶面與γ?Nb₅Si₃相的晶面平行，并且Nbss相的(111)晶面與γ?Nb₅Si₃相晶面平行；α?Nb₅Si₃相的[001]晶向與γ?Nb₅Si₃相的[0001]晶向平行，并且α?Nb₅Si₃相的(110)晶面與γ?Nb₅Si₃相的晶面平行，并且α?Nb₅Si₃相的(112)晶面與γ?Nb₅Si₃相的晶面平行。本發明具有擇優位向關系的NbSi合金，改善Nb?Si基合金室溫斷裂韌性。

技術領域

本發明屬于超高溫合金材料領域，尤其是涉及一種具有擇優位向關系的NbSi合金。

背景技術

隨著對航空發動機推重比和工作效率的不斷提高，要求渦輪轉子進口溫度不斷提高，這對渦輪葉片使用材料的承溫能力提出了很高的要求。目前最先進的金屬高溫結構材料—鎳基單晶高溫合金，其使用溫度極限約為1150℃，接近其熔點(約1350℃)的85％，能夠提升的空間十分有限，因而迫切需要研發能夠在1200-1400℃條件下服役的新型超高溫結構材料。

Nb-Si合金由于其具有高熔點、低密度、良好的高溫強度等優點，有望取代Ni基合金成為新一代的超高溫結構材料，應用于發動機渦輪葉片等熱端部件。Nb-Si基合金主要依靠金屬固溶體相(Nbss)提高室溫韌性，依靠金屬間化合物相(Nb₅Si₃、Nb₃Si和Cr₂Nb等)提高高溫強度和高溫抗氧化性能，通過恰當組合，獲得強韌性匹配、性能優異的超高溫結構材料。

目前，采用定向凝固法生產的Nb-Si基多元合金在室溫斷裂韌性方面有了很大程度的改善。然而，由于組成相Nbss/Nb₅Si₃相的非小平面/小平面的生長特點，使得Nb-Si基多元合金的微觀組織多變，室溫斷裂韌性不均，從而阻礙了Nb-Si基多元合金的工程應用。Nb-Si基多元合金的定向凝固組織調控，對于改善合金的室溫斷裂韌性具有重要的意義，但由于合金的組分、制備方式和后處理方法各異，上述的各種關系非常復雜，而難以定性表征其與性能之間的關系。對于Nb-Si基多元合金來說，制備方法、組分與微觀組織組成相生長取向關系、共晶演變規律關系的研究報道較少，同時上述組織參數與力學性能的關系的研究也很少，阻礙了 Nb-Si基合金性能的進一步研究與改善。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種具有擇優位向關系的NbSi合金。

本發明完整的技術方案包括：