Nb-Hf-Ni(Co)合金組織與滲氫性能.pdf

1、本文為探究Co取代Ni，對(duì)Nb-Hf-Ni合金組織和氫滲透性能的影響。通過(guò)電弧爐熔煉制備了四組合金：S組NbxHf(100-x)/2Ni(100-x)/2(x=14...40)、A組Nb20Hf40CoxNi40-x(x=0,5...40)、B組Nb30Hf35CoxNi35-x(x=0,5...35)和C組Nb40Hf30CoxNi30-x(x=0,5...30)。并利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等儀器分析了四組合金的鑄態(tài)組織與結(jié)構(gòu)

2、。研究了四組合金相組成和鑄態(tài)組織隨合金成分的變化規(guī)律，從而獲得了具備滲氫潛能的合金的成分范圍。在每組合金中選擇了具備滲氫潛能的合金薄片在不同溫度、壓力差條件下的進(jìn)行氫滲透實(shí)驗(yàn)。分析了Nb-Hf-Ni(Co)合金成分和性能之間的關(guān)系及滲氫機(jī)理與氫脆機(jī)理。
　　通過(guò)統(tǒng)計(jì)每組合金的相組成及相體積分?jǐn)?shù)，探尋出了每組合金中共晶點(diǎn)的位置。隨著取代Ni的Co含量的增加，合金的共晶點(diǎn)逐漸向高Nb方向移動(dòng)。并且隨著Co含量的增加，合金中雜質(zhì)化合物相

3、的含量逐漸降低，初生bcc-Nb相的體積分?jǐn)?shù)逐漸下降，共晶相中的bcc-Nb相的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，合金的共晶形態(tài)由棒狀共晶逐漸演變?yōu)閷悠瑺罟簿螒B(tài)。選擇每組合金中完全由共晶組織構(gòu)成的合金以及由初生bcc-Nb相加共晶相構(gòu)成的合金進(jìn)行氫滲透試驗(yàn)。S組合金中Nb含量較低的合金在低溫時(shí)，易發(fā)生氫脆，Nb含量較高的合金在所有的溫度下，均具有較好的氫滲透性能；A組所選兩個(gè)成分的合金薄片均發(fā)生了氫脆；B和C組的合金成分在所測(cè)溫度下均具有良好的氫滲透

4、性能。并用氫滲透系數(shù)來(lái)表征合金滲氫性能。合金的氫滲透系數(shù)隨著溫度的升高而增加。S，B，C三組合金的氫滲透系數(shù)的對(duì)數(shù)與1000T-1呈線性關(guān)系。B組合金的氫滲透系數(shù)隨Co含量的升高呈逐漸遞增的趨勢(shì)，C組隨著Co的增加合金的氫滲透系數(shù)先降低后升高。
　　合金滲氫前后XRD圖譜的分析，說(shuō)明bcc-Nb是氫溶解和擴(kuò)散的主要路徑而非 HfNi等化合物相。氫在合金薄片中的滲透行為遵循溶解擴(kuò)散機(jī)制，該溶解擴(kuò)散行為主要發(fā)生在bcc-Nb內(nèi)。Co取