具有不同碳添加的高Nb-TiAl合金的微观结构和机械性能
Feng Huang1,2, Jiaguo Xu1, Zihao Zhan1
1State Key Laboratory of Light Superalloys, Wuhan University of Technology, Wuhan, 430070, China.
Scientific reports
|August 11, 2025
概括
将碳添加到高-- (Nb-TiAl) 合金中,可以提高它们的高温机械性能. 0.6%的最佳碳含量通过相位变化和增强机制改善了压缩强度和应变.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 合金开发 合金开发
背景情况:
- - (TiAl) 合金对于高温应用至关重要,因为它们的密度低,强度高.
- 提高机械性能,特别是在高温下,仍然是TiAl合金的一个关键挑战.
研究的目的:
- 研究不同碳含量对高-- (Nb-TiAl) 合金微观结构和机械性能的影响.
- 阐明这些合金中通过添加碳引入的增强机制.
主要方法:
- 使用各种技术对合金微观结构的表征.
- 机械性能测试,专注于高温压缩性能.
- 分析随着碳添加而发生的相位组成和格子结构变化.
主要成果:
- 碳添加最初溶解在合金矩阵中,导致网格扭曲.
- 在Nb-TiAl合金矩阵中,碳的固体溶解率约为0.6%.
- 过剩的碳以Ti2AlC的形式沉,其体积分数随着α2相增加,而γ和B2相减少.
- 在Nb-TiAl-0.6 at.% C合金显示出优越的高温性能,由于结合强化效应.
结论:
- 添加碳显著改进了Nb-TiAl合金的微观结构并增强了其机械性能.
- 最佳的碳含量 (0.6at.%) 导致固体溶液,沉 (Ti2AlC) 和谷物提炼的协同增强效应.
- 优化的合金在高温压力强度和拉伸方面显著改善,使其适合苛刻的应用.
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