[发明专利]一种具有择优位向关系的NbSi合金

说明书

本发明公开了一种具有择优位向关系的NbSi合金，所述的采用定向凝固方法获得，Nbss相的[001]晶向与α‑Nb₅Si₃相的[001]晶向平行，并且Nbss相的(110)晶面与α‑Nb₅Si₃相的(110)晶面平行，并且Nbss相的(111)晶面与α‑Nb₅Si₃相的(112)晶面平行；Nbss相的[001]晶向与γ‑Nb₅Si₃相的[0001]晶向平行，并且Nbss相的(110)晶面与γ‑Nb₅Si₃相的晶面平行，并且Nbss相的(111)晶面与γ‑Nb₅Si₃相晶面平行；α‑Nb₅Si₃相的[001]晶向与γ‑Nb₅Si₃相的[0001]晶向平行，并且α‑Nb₅Si₃相的(110)晶面与γ‑Nb₅Si₃相的晶面平行，并且α‑Nb₅Si₃相的(112)晶面与γ‑Nb₅Si₃相的晶面平行。本发明具有择优位向关系的NbSi合金，改善Nb‑Si基合金室温断裂韧性。

技术领域

本发明属于超高温合金材料领域，尤其是涉及一种具有择优位向关系的NbSi合金。

背景技术

随着对航空发动机推重比和工作效率的不断提高，要求涡轮转子进口温度不断提高，这对涡轮叶片使用材料的承温能力提出了很高的要求。目前最先进的金属高温结构材料—镍基单晶高温合金，其使用温度极限约为1150℃，接近其熔点(约1350℃)的85％，能够提升的空间十分有限，因而迫切需要研发能够在1200-1400℃条件下服役的新型超高温结构材料。

Nb-Si合金由于其具有高熔点、低密度、良好的高温强度等优点，有望取代Ni基合金成为新一代的超高温结构材料，应用于发动机涡轮叶片等热端部件。Nb-Si基合金主要依靠金属固溶体相(Nbss)提高室温韧性，依靠金属间化合物相(Nb₅Si₃、Nb₃Si和Cr₂Nb等)提高高温强度和高温抗氧化性能，通过恰当组合，获得强韧性匹配、性能优异的超高温结构材料。

目前，采用定向凝固法生产的Nb-Si基多元合金在室温断裂韧性方面有了很大程度的改善。然而，由于组成相Nbss/Nb₅Si₃相的非小平面/小平面的生长特点，使得Nb-Si基多元合金的微观组织多变，室温断裂韧性不均，从而阻碍了Nb-Si基多元合金的工程应用。Nb-Si基多元合金的定向凝固组织调控，对于改善合金的室温断裂韧性具有重要的意义，但由于合金的组分、制备方式和后处理方法各异，上述的各种关系非常复杂，而难以定性表征其与性能之间的关系。对于Nb-Si基多元合金来说，制备方法、组分与微观组织组成相生长取向关系、共晶演变规律关系的研究报道较少，同时上述组织参数与力学性能的关系的研究也很少，阻碍了 Nb-Si基合金性能的进一步研究与改善。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有择优位向关系的NbSi合金。

本发明完整的技术方案包括：