摘要
采用真空电弧熔炼的方法制备了Nb-16Si-xTi-yZr-zHf (x=18, 22; y=0, 4; z=0, 4)合金并研究了Ti, Zr与Hf元素对Nb-Si基合金物相组成,显微组织,断裂韧性以及裂纹扩展行为的影响。结果表明:单独添加4 at.% 的Zr元素促进了(Nb, X)3Si → Nbss/γ-(Nb, X)5Si3共析反应的发生。同时添加Ti,Zr,Hf元素进一步促进了共析反应的发生。裂纹倾向于在(Nb, X)3Si中扩展,当裂纹途径Nb基固溶体时会发生偏转。细密的Nbss/γ-(Nb, X)5Si3共晶组织以及层状Nbss/γ-(Nb, X)5Si3共晶组织可以使裂纹产生桥接与分支,阻碍裂纹的扩展。Nb-16Si-22Ti-4Zr-4Hf的合金化元素含量最高,因此其室温断裂韧性最好(11.62 MPa·m1/2),相较于Nb-16Si-18Ti提高了87.7%。这种性能的提升主要归因于层状共晶组织的存在。
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