Ni-25at%Si电子束区熔定向凝固增韧及其与Ti600的钎焊研究

发布时间：2024-06-28 01:15

　　本文采用电子束区域熔炼技术制备了自增韧型Ni-25at%Si合金,并通过钎焊连接技术实现了其与Ti600的高质量连接。采用Marc有限元软件对Ni-25at%Si合金电子束区域熔炼过程的温度场进行了数值计算,获得电子束区域熔炼过程中熔区的温度分布规律,并以此为理论依据实现对Ni-25at%Si合金电子束区域熔炼过程的稳定控制;通过光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜对自增韧型Ni-25at%Si合金组织及其与Ti600钎焊接头组织进行了分析;通过压缩强度、断裂韧性、剪切强度、纳米压痕和显微硬度分别对自增韧型Ni-25at%Si合金及其与Ti600钎焊接头的力学性能进行了评价。Ni-25at%Si合金的电子束区域熔炼过程分为两个阶段:1)形成稳定的熔区;2)移动熔区,完成熔炼。试验结果显示,由于Ni-25at%Si合金表面张力较低,试验过程中,难以实现熔区内部表面张力和重力的平衡,进而难以保持稳定;而Ni-25at%Si合金棒料热容量有限,试验过程中易造成熔区内部热量累积,使熔区内熔体表面张力发生动态变化,影响熔炼过程稳定性。基于温度-表面张力-熔区...

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1Ni3Si断口形貌

Schulson等[19]，Baker等[40]和CTLiu[41]等向Ni3Si中添加B,C元素，以期达到强化晶界、提升韧性的目的。但结果显示，虽然添加B，C元素后将Ni3Si的失效形式变为穿晶断裂（如图1-1b所示），但是Ni3Si的断后应变仅提高至2~5%，增韧效果不明....

图1-2不同增韧形式的断裂韧性比较

2基复合材料的断裂韧性调查结果如图1-2所示，无论添加颗粒增韧相、纤维增韧相还是片层增韧相，MoSi2基复合材料的断裂韧性都得到的较大提升，其中Nb片层的增韧效果最好，将MoSi2的断裂韧性由3.6MPa·m1/2提升至18MPa·m1/2，基本达到使用要求。曲士昱等[57]....

图1-3Ni-Ni3Si自生共晶复合材料[23]

图1-3Ni-Ni3Si自生共晶复合材料[23]Fig.1-3TheNi-Ni3Siinsitueutecticcomposite[23]a)Arcmelting;b)DirectionalsolidficationCuiCJ等[60]对亚共晶和共晶....

图1-4Ni-Ni3Si自生共晶复合材料的组织及性能测试[60]

图1-3Ni-Ni3Si自生共晶复合材料[23]Fig.1-3TheNi-Ni3Siinsitueutecticcomposite[23]a)Arcmelting;b)DirectionalsolidficationCuiCJ等[60]对亚共晶和共晶....

本文编号：3996223