生长速率对定向凝固NiAl-39V共晶合金组织及室温断裂韧性的影响

作者：郝彦超; 张建飞^*; 徐鹏飞; 陈林; 任慧平

来源：稀有金属, 2021, 45(12): 1455-1463.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.XY20110027

• 定向凝固
• 共晶合金
• 组织形态
• 室温断裂韧性

采用定向凝固液态金属冷却技术(LMC)以不同生长速率(6～150μm·s-1)制备NiAl-39V共晶合金,通过光学显微镜(OM)、三点弯曲测试(3PB)以及扫描电镜(SEM)对合金的微观组织、力学性能和外部非本征韧化机制进行了分析。实验结果表明NiAl-39V合金由NiAl片层+V片层共晶组织组成,在温度梯度为GL=310 K·cm-1时,随着生长速率逐渐增加使得固液界面形态发生了平胞-浅胞-深胞的转变,对应的横截面稳态组织由6μm·s-1时平面共晶演变为10～150μm·s-1时的胞状共晶。根据Jackson-Hunt理论计算出的平界面临界生长速率为5μm·s-1,与本实验中生长速率6μm·s-1下获得平界面吻合较好。共晶胞随着生长速率的增加而逐渐细化并且共晶胞胞界数量也会随之增加。在胞状共晶中发现胞中心存在棒状V共晶,向胞界处继续生长却表现出片层共晶。NiAl-39V共晶的裂纹扩展路径和断口形貌表明:合金中引入塑性增强相层状α-V相,很大程度提高了NiAl合金的室温断裂韧性,并详细分析了合金的非本征韧化机制。

• 单位
  内蒙古科技大学