熱壓原位反應(yīng)合成金屬-金屬硅化物復(fù)相合金的初步研究.pdf

1、難熔金屬硅化物具有高熔點、高強度、較低的密度以及良好的高溫抗氧化性能，是非常具有潛力的高溫結(jié)構(gòu)材料，但是高的室溫脆性阻礙了其工業(yè)應(yīng)用。 實踐證明通過合金化和復(fù)合化以及先進(jìn)的材料制備技術(shù)可以有效地改善高溫金屬間化合物的高的室溫脆性和低的高溫強度。 本研究基于原位合成材料制備理念，設(shè)計Cu-Mo-Si、Co-Mo-Si和Ni-Mo-Si三種金屬硅化物復(fù)相合金，以工業(yè)純Cu、Co、Ni、Mo和Si元素粉體為原料，采用機械球磨活

2、化配合以熱壓燒結(jié)的工藝方法(簡稱MA/HP工藝)原位反應(yīng)合成制備金屬固溶體彌散分布在金屬硅化物基體中的復(fù)相合金材料。通過XRD、OM、SEM和EPMA等分析手段對實驗所得合金進(jìn)行了相組成、組織和相關(guān)力學(xué)性能的分析和表征，研究了韌性金屬Cu、Co和Ni含量的變化對合金的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。 研究發(fā)現(xiàn)，通過本設(shè)計試驗，Cu-Mo-Si、Co-Mo-Si和Ni-Mo-Si三種合金系金屬硅化物合金均可以形成復(fù)相結(jié)構(gòu)，其顯微組織由M

3、o5Si3、Co3Mo2Si或Ni3Mo2Si金屬硅化物和分布于其間的金屬固溶體Cu(Mo，Si)、Co(Mo，Si)和Ni(Mo，Si)等物相組成，且各相分布均勻。Cu-Mo-Si系合金為Cuss/Mo5Si3復(fù)相結(jié)構(gòu)；Co-Mo-Si和Ni-Mo-si系合金其構(gòu)成為Co基固溶體/Co3Mo2Si和Ni基固溶體/Ni3Mo2Si的復(fù)相結(jié)構(gòu)。隨著韌性金屬Cu、CO和Ni含量的提高，各合金中的金屬硅化物Mo5Si3、Co3Mo2Si和Ni

4、3Mo2Si的含量減少，合金的硬度下降，但是合金的抗彎強度提高。Cu-Mo-Si系合金的抗彎強度由435.7MPa提高到784.8MPa；Co-Mo-Si系合金的抗彎強度由的335.7MPa提高到756.2Mpa；Ni-Mo-Si系合金由375.7MPa提高到1323.1MPa，可見韌性金屬相Cu、Co和Ni有效的提高了合金的韌性。與此同時金屬硅化物Mo5Si3、Co3Mo2Si和Ni3Mo2Si的高強度又可以使合金的保持較高的整體強度