Mo-Si-B-X(X=W,Cr,Ti)合金的微觀組織與性能研究.pdf

1、Mo-Si-B多相合金因其熔點(diǎn)高(2000℃以上)，高溫穩(wěn)定性，高強(qiáng)度、優(yōu)良的抗蠕變性等優(yōu)點(diǎn)，而成為高溫結(jié)構(gòu)材料研究的熱點(diǎn)。但是，Mo-Si-B合金的室溫斷裂韌性以及高溫抗氧化性能還有待提高。本文擬向Mo-Si-B合金中引入其他合金元素來提高其力學(xué)性能，并通過合金化技術(shù)和滲硅處理來提高合金的高溫抗氧化性能。論文以相組成為ɑ-Mo、Mo3Si和Mo5SiB2的Mo-12Si-8.5B合金為研究對象。采用放電等離子燒結(jié)(SPS)方法來制備M

2、o-Si-B-W(Cr、Ti)合金，確立SPS最佳制備工藝參數(shù)；研究了W、Cr、Ti合金元素及其含量對Mo-Si-B合金相組成、微觀組織以及力學(xué)性能的影響規(guī)律和作用機(jī)制；探討了 Mo-Si-B-W(Cr、Ti)合金及其滲硅處理后材料的抗氧化性能及其抗氧化機(jī)理。主要結(jié)論如下：
　　SPS技術(shù)制備含不同合金元素的 Mo-12Si-8.5B材料，其組織由Moss、Mo3Si和Mo5SiB2三相組成。在添加 W元素的合金中，W主要以單質(zhì)的

3、形式存在；Mo-12Si-8.5B-8Cr合金中的Cr元素固溶于合金的三個相中，但Cr元素的分布不均勻；Ti元素主要固溶于合金的兩個中間相中，極少量固溶于Moss。SPS最佳制備工藝參數(shù)為：燒結(jié)溫度1700℃，保溫時間6min，燒結(jié)壓力為30MPa。
　　Ti的添加提高了Mo-12Si-8.5B合金的硬度，當(dāng)Ti含量為8at.％時，合金硬度值最高，為HV1123；當(dāng)Cr含量超過8at.%時，可提高合金的硬度；W的添加降低了合金的硬

4、度。隨著W或Cr含量的增加，合金的抗彎強(qiáng)度呈上升的趨勢，Ti含量過高則會降低合金的抗彎強(qiáng)度。Mo-12Si-8.5B合金的斷裂韌性為9.24MPa·m1/2，合金元素的添加不能明顯提高合金的斷裂韌性，含量過高降低了合金的斷裂韌性。
　　合金元素Cr稍微提高了Mo-12Si-8.5B合金的抗氧化性能。通過包埋滲方法在Mo-12Si-8.5B表面制備的涂層由主體層MoSi2和過渡層Mo5Si3組成。在800℃、1000℃和1200℃循