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《西北工业大学》 2001年
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高梯度定向凝固共晶高温合金的组织与性能

于金江  
【摘要】: 本文采用LMC和电子束区熔两种高温度梯度定向凝固装置,研究合金成分 及工艺参数对初生相析出行为的影响,优化了自生复合材料的制备工艺。在此基 础上开展了以Ni-TaC系共晶合金为代表的定向高温共晶复合材料的研究,借助 金相技术、电镜技术、图象处理技术等多种分析测试手段,考察试样的界面形态、 组织特征以及共晶共生范围等多方面的凝固特性,建立了凝固过程控制与凝固组 织的对应关系。探讨了自生复合材料凝固组织对力学性能的影响以及室温和高温 复合材料的断裂机制。 本工作发现,温度梯度在一定程度上能够抑制初生相析出,较低的凝固速率 对抑制初生相的析出有利。在LMC高温度梯度定向凝固条件下,凝固速率在 7.14μm/s范围内,偏离共晶成分2.9wt.%Ni-Nb亚共晶合金都可制备出片层状共 晶自生复合材料。生长速率平方根的倒数与共晶片层间距具有线性对应关系,该 系统有λ~2R=83.14μm~3/s关系式。 EBFZM的Ni-Nb近共晶合金在电子枪移动速率为1.67μm/s时,稳态生长阶 段可以生长出片层非共晶成分的复合材料,但随着电子枪移动速率的增加,初生 相析出,共晶相(Ni(Nb)-Ni_3Nb)由定向到失稳再到发散。 Ni-TaC复合材料中TaC纤维间距与凝固速率的函数关系为λ=8.635R~(-0.5078), TaC纤维横向面积与凝固速率的函数关系为S=-0.8152R+6.01,TaC纤维体积分 数可以在一定范围内随凝固速率而改变。Ni-TaC16复合材料中TaC纤维间距和凝 固速率的函数关系为λ=13.18R~(-0.4972),横向面积与凝固速率的函数关系为 S=-0.6597R+5.14,TaC纤维体积分数在一定范围内随凝固速率变化。 Ni-TaC系复合材料中TaC和基体相的界面结构一般为规则的折线状。同时, 还发现了不规则的折线界面形貌、波浪线形界面形貌和鱼骨状界面形貌。纤维状 的共晶TaC以金字塔方式定向生长,形成规则排列的TaC纤维。共晶TaC横向 截面的多样性主要与共晶TaC横向边缘不稳定性和生长速率的各向异性有关。 Ni-TaC16共晶自生复合材料室温拉伸性能,随着纤维体积分数的增加和纤维 间距与尺寸的减小而提高。复合材料常温和高温的拉伸断裂模式与基体相的形变 强化特性有关。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TG135.32

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 强旭红;罗永峰;何佳琴;张立华;;火灾作用后钢结构栓焊连接节点若干性能试验研究[A];第二届全国钢结构施工技术交流会论文集[C];2008年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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4 通讯员 王如 本报记者 王劲松;格物致知 求索奉献[N];光明日报;2001年
5 方巨;磁的环保妙用[N];中国乡镇企业报;2000年
6 郁蓉莲;苏皖交通喜“联姻” 区域合作再升级[N];江苏经济报;2006年
7 汤汪洱 胡强;走有丽水特色的自主创新之路[N];丽水日报;2006年
8 陈宗国;产业转移理论及实践[N];凉山日报(汉);2008年
9 中国区域经济学会副会长 中国社会科学院教授 陈栋生;东西合作问题的再认识[N];中国消费者报;2001年
10 李志伟;“杰青”催化出来的优秀科学家[N];光明日报;2004年
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7 高志;材料[液—固]流变界面传热机理与高梯度温变成型界面的建立[D];中南大学;2001年
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9 陈爱英;层状多级分布304ss组织结构与力学性能研究[D];上海交通大学;2008年
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3 彭伟功;高梯度磁净化除尘的理论及实验研究[D];武汉科技大学;2004年
4 周绪明;原位自生TiB_2/Al复合材料制备和性能的研究[D];广西大学;2005年
5 张令奇;热型连铸过共晶Cu-Cr合金[D];广东工业大学;2006年
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9 严琦琦;挤压镁合金拉伸变形与断裂行为的研究[D];湖南大学;2007年
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