定向凝固Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo合金的组织特征

doi:CNKI:11-1929/V.20110402.1801.005

材料工程与机械制造

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定向凝固Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo合金的组织特征

潘情, 郑立静, 桑于蓉, 周磊, 李岩, 张虎

北京航空航天大学材料科学与工程学院, 北京 100191

收稿日期:2010-10-25 修回日期:2010-12-29 出版日期:2011-07-25 发布日期:2011-07-23
作者简介:潘情(1987- ) 男,硕士研究生。主要研究方向:金属凝固与组织控制。 Tel: 010-82316482 E-mail: pzq494@sina.com张虎(1964-) 男,博士后,教授,博士生导师。主要研究方向:金属凝固与组织控制。 Tel: 010-82316958 E-mail: zhanghu@buaa.edu.cn

Microstructural Characteristics of Directionally Solidified Alloys Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo

PAN Qing, ZHENG Lijing, SANG Yurong, ZHOU Lei, LI Yan, ZHANG Hu

School of Materials Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China

Received:2010-10-25 Revised:2010-12-29 Online:2011-07-25 Published:2011-07-23

摘要/Abstract

摘要： 采用液态金属冷却定向凝固方法制备了Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo(原子分数, %)合金,分析了加热温度为1 550 ℃,抽拉速率为0.3、 1.2、 3.0、 6.0、 18.0 mm/min 时的定向凝固组织特征。结果表明,定向凝固没有改变合金的相组成,但改变了组成相的形态。定向凝固组织均由初生的NiTi相与晶间析出的Ti₂Ni相、富Nb的Ti₂Ni相组成,与铸态组织相同。定向凝固后,NiTi相发生了强烈的[100]择优取向。随着抽拉速率的增大,NiTi相沿[100]择优取向趋势增强,固液界面形态由发达的树枝晶变为胞状树枝晶,NiTi枝晶及析出相Ti₂Ni、富Nb的Ti₂Ni明显细化。定向排列的NiTi枝晶组织和分布在晶间的细小析出相将有益于合金高温强度和室温塑性的提高。

关键词: 金属间化合物, NiTiAl合金, 定向凝固, 微观组织, 抽拉速率

Abstract: Alloy Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo (atomic fraction,%) is directionally solidified (DS) at a constant temperature (1 550 ℃) in a range of withdrawal rates (0.3,1.2,3.0,6.0,18.0 mm/min) by liquid metal cooling technology. An investigation of the microstructural characteristics indicates that the DS processes do not affect the phase composition, but they do change the phase morphology of the alloy. The phase composition of DS samples remains the same as that of the as-cast specimen, which is composed of NiTi (B2), Ti₂Ni and Nb-rich Ti₂Ni phases. After DS, [100] becomes the preferred orientation in the NiTi matrix. With the withdrawal rate increasing, orientation [100] is significantly enhanced, and the solid/liquid interface morphology changes from coarse dendrite to cellular dendrite. At the same time, both the primary dendrite arm of NiTi and the precipitates are greatly refined. The directional dendrites and tiny precipitation distribution will be beneficial to the high temperature strength and room temperature ductility of the alloy.

Key words: intermetallic compound, alloy NiTiAl, directional solidification, microstructure, withdrawal rate

中图分类号:

V252
TG146.2

潘情, 郑立静, 桑于蓉, 周磊, 李岩, 张虎. 定向凝固Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo合金的组织特征[J]. 航空学报, 2011, 32(7): 1345-1350.

PAN Qing, ZHENG Lijing, SANG Yurong, ZHOU Lei, LI Yan, ZHANG Hu. Microstructural Characteristics of Directionally Solidified Alloys Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2011, 32(7): 1345-1350.

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定向凝固Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo合金的组织特征

Microstructural Characteristics of Directionally Solidified Alloys Ni-44Ti-5Al-2Nb-1Mo

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