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Ti-Ni-Nb三元系低钛侧1000℃等温载面的研究

作　者: 赵娜娜
导　师: 李洪晓
学　校: 东北大学
专　业: 材料学
关键词: 镍基合金 Ti-Ni-Nb系等温截面溶解度
分类号: TG132.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

起源于高温Ni基合金材料开发的Ti-Ni-Nb三元相图的研究,是从富Ni角的相平衡研究开始的。随着宽滞后形状记忆合金的研发,全成分范围的相平衡得到了研究。但是高温相平衡数据的缺失,不能够满足Ti-Ni-Nb系非晶合金和滤氢膜合金等相关合金设计的需要。而该系统的热力学参数也由于缺乏足够实验数据的支撑,可信度降低。本论文采用合金平衡组织结构分析法和扩散偶法,利用光学和扫描电子显微组织观察、能谱和电子探针成分分析、X射线衍射和透射电子衍射结构分析以及差热分析对Ti-Ni-Nb三元系低钛侧1000℃等温截面相图进行了研究。研究结果表明：在Ti-Ni-Nb三元系富Ni角存在一个成分约为10at.%Ti-80at.%Ni-10at.%Nb的三元化合物XE,晶体结构为六方结构,点阵参数为a=0.512nm,c=0.8366nm;可与Ni基固溶体平衡。在Ti-Ni-Nb三元系低钛侧还存在一个成分约为14at.%Ti-46at.%Ni-40at.%Nb的三元化合物XB,熔点为1359℃C。XB相也为六方结构,点阵参数为a=0.492nm, c=2.664nm。Ti的存在促进了Nb在Ni中的溶解,1000℃时Nb在Ni基固溶体中的最大溶解度可达11.7at%,Ti和Nb总的溶解度高达14.3 at%。而Ni3Nb对Ti的溶解度最大也可达7.9at%。Ti-Ni-Nb三元系低钛侧1000℃等温截面相图中存在四个三相区：(Ni)+Ni3Nb(Ti)+XE、Ni6Nb7(Ti)+XD+Ni3Nb(Ti)、XB+XA+XD和XB+XA+TiNi。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-22
  1.1 镍及镍合金概述  11-15
    1.1.1 镍及镍合金的特点  11
    1.1.2 镍合金的分类与应用  11-12
    1.1.3 镍基高温合金的成分和性能  12
    1.1.4 镍基高温合金和合金化原则  12-14
    1.1.5 形状记忆合金  14-15
  1.2 Ti-Ni-Nb系相图研究现状  15-21
    1.2.1 Ni-Ti二元系  15-16
    1.2.2 Nb-Ti二元系  16
    1.2.3 Nb-Ni二元系  16-18
    1.2.4 Ni-Ti-Nb三元系  18-21
  1.3 本实验的研究内容与意义  21-22
第2章实验原理与方法  22-30
  2.1 等温截面相图的构建  22-25
    2.1.1 合金法  22-23
    2.1.2 扩散偶法和局部平衡原理  23-25
  2.2 合金制备  25-27
    2.2.1 合金成分的选择  25-26
    2.2.2 实验合金的熔炼  26-27
  2.3 试样的平衡处理  27
  2.4 检测分析方法  27-30
    2.4.1 金相观察  27
    2.4.2 扫描电镜分析(Scanning Electron Microscope,SEM)  27
    2.4.3 X射线衍射分析(X-ray Diffraction,XRD)  27-28
    2.4.4 透射电镜分析(Transmission Electron Microscope,TEM)  28-29
    2.4.5 电子探针微区成分分析  29
    2.4.6 差示扫描量热法(DSC热分析法)  29-30
第3章 XE相及富镍角的相平衡  30-46
  3.1 富镍角典型合金的铸态组织分析  30-31
  3.2 合金的平衡态分析  31-45
    3.2.1 Ni+Ni_3Nb两相平衡  31-34
    3.2.2 Ni+X_E两相平衡  34-36
    3.2.3 未知相X_E的确定  36-37
    3.2.4 Ni+Ni_3Nb+X_E三相平衡  37-39
    3.2.5 Ni+TiNi_3两相平衡  39-41
    3.2.6 Ni_3Nb+X_E两相平衡  41-43
    3.2.7 Ni_3Nb+X_D两相平衡  43-45
  3.3 本章小结  45-46
第4章 X_B相及其相平衡  46-60
  4.1 X_B相的相结构  46-47
  4.2 X_B相的熔点的测定  47-48
  4.3 X_B相的相平衡  48-54
    4.3.1 X_B周围典型合金的铸态组织分析  48-49
    4.3.2 合金的平衡态分析  49-54
  4.4 扩散偶的研究  54-59
    4.4.1 扩散偶的制备  55
    4.4.2 扩散偶的组织及分析结果  55-59
  4.5 本章小结  59-60
第5章结论  60-61
参考文献  61-64
致谢  64

Ti-Ni-Nb三元系低钛侧1000℃等温载面的研究

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