铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布

1、铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布Mic ro st r uct ure a nd Co mpo sitio nal Di st ri b utio n i n A rc2mel t e dA dva nce d N b2silici de2ba se d Ul t ra hi gh Te mp e rat ure Allo y何永胜 ,郭喜平 ,孙志平 ,巨小创(西北工业大学 凝固技术国家重点实验室 ,西安 710072) H E Yo ng2she ng , GU O Xi2pi ng , SU N Zhi2pi ng , J U Xiao2c h ua ng( St at e

2、Key L a bo rato r y of Soli dificatio n Proce ssi ng , No rt hwe st e r n Pol yt ech nical U niver sit y , Xia n 710072 , Chi na)摘要 : 采用真空非自耗电弧熔炼后再真空自耗电弧熔炼的方法制备了 N b2Ti2Si2Cr2Al2 Hf2Mo2B2 Y 超高温合金的母合金锭 ,分析了合金锭不同位置的 组织形貌 、相组成和成分 分 布 特 点 。结 果 表 明 : 母 合 金 锭 主 要 由 N bss , ( N b , X ) 5 Si3 和 ( N b , X) 3

3、 Si 三相组成 。母合金锭组织主要由初生 N bss 枝晶 ,花瓣状 N bss + ( N b , X ) 5 Si3 共晶和块状 ( N b , X) 3 Si 组成 ; 但在母合金锭底部和顶部的中心部位组织却由分布均匀的 N bss + ( N b , X) 5 Si3 共晶组成 ,没有出现初生树枝状 N bss 和块状 ( N b , X) 3 Si 。母合金锭中的成分分布特点为 Si 由锭边缘向中央逐渐升高 , Ti 由边缘向中央逐渐递减 。关键词 : 铌硅化物基超高温合金 ;显微组织 ;相组成 ;电弧熔炼中图分类号 : T G1461 4文献标识码 : A文章编号 : 10012

4、4381 (2021) 0120004206Abstract : The i ngo t of N b2Ti2Si2Cr2Al2Hf2Mo2B2Y ult ra hi gh t e mp e rat ure allo y wa s p rep a re d by fi r st l yvac uum no n2co n suma ble a rc melti ng a nd t he n vacu um co n su ma ble a rc melti ng. The micro st r uct ure s , co n stit ue nt p ha se s a nd co mpo s

5、itio nal di st ri butio n i n t he ma st e r allo y i ngo t were a nal yzed . The re sult ssho we d t hat t he mai n co n stit ue nt p ha se s of t he i ngo t were N b soli d sol utio n ( N b ss) , ( N b , X) 3 Si a nd( N b , X ) 5 Si3 ( w hereX rep re se nt s Ti , Hf a nd Cr ele me nt s) . The micr

6、o st r uct ure of t he i ngo t mo st l yco n si st e d of p ri ma r y N b ss de ndrit e s , N b ss + ( N b , X) 5 Si3 e ut ectic colo nie s (la mella r o r p et al2li ke) a nd( N b , X ) 3 Si block s. Ho wever , t he micro st r uct ure i n t he ce nt ral p a r t s of bo t h t he top a nd bo t to m o

7、f t he i ngo t wa s co mpo sed of N b ss + ( N b , X) 5 Si3 e ut ectic colo nie s , wit h lit t le p ri ma r y N b ss de ndrit e s o r( N b , X ) 3 Si block s.The co mpo sitio nal di st ri butio n wa s no t unifo r m i n t he ma st er allo y i ngo t . The Sico nt e nt i ncrea sed f ro m t he edge p

8、a r t to t he ce nt ral p a rt , a nd t he Ti co nt e nt decrea se d f ro m t he edgep a r t to t he ce nt ral p a r t of t he i ngo t .Key words :N b2silici de2ba sed ult ra high t e mp e rat ure allo y ; micro st r uct ure ; co n stit ue nt p ha se ; a rc melt2i ng随着航空航天技术的开展 ,需要承温能力更高和综合性能更好的超高温金

9、属结构材料 1 ,2 。铌硅化物 基超高温合金以其高熔点 、低密度和良好的力学性能而有望成为继镍基高温合金后的又一类极具竞争力的新型高温金属结构材料 3 。但是 , N b2Si 系金属 间化 合物具有高温强度缺乏和高温抗氧化能力差等缺点 。虽然采用多元合金化可以显著提高合金的综合性能 ,但目前对多元合金化后的组织形成还不是很清楚 。在 各种制备方法中 ,电弧熔炼是目前广泛采用且能较为成功制备高熔点合金材料的一种方法 ,但该方法制备的合金锭各部位组织差异较大 4 。本工作从综合提高 合金的室温断裂韧性 、高温强度以及高温抗氧化性能为出发点 ,设计并采用电弧熔炼法制备了一种新型的N b2Ti2S

10、i2Cr2Hf2Al2Mo2B2 Y 超高温合金 ,着重研究了 电弧熔炼态母合金锭在不同区域的微观组织 、相组成和成分分布特点 。实验方法合 金 的 设 计 成 分 为 N b222 Ti215 Si26Cr24 Hf23Al23Mo22B201 06 Y (原子分数 . %) 。采用 N b 块 (质量分 数为 991 40 % , 下 同 ) 、Si 块 ( 991 99 %) 、一 级 海 绵 Ti (991 73 %) 、Cr 块 ( 991 17 %) 、Al 块 ( 991 99 %) 、高 纯Hf 丝 ( 991 50 %) 、Y 块 ( 99 %) 、B 粉 ( 97 %) 和

11、 Mo 粉( 991 20 %) 进行配料 , 称量前对原材料进行了去污清15铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布洗 、酸洗以及超声波清洗等预处理 。将配好的原材料在充有氩气的非自耗钨电极电弧炉中进行熔炼 ,为了 保证成分均匀 ,合金锭被反复熔炼了 3 - 5 次 。将得到 的多个重约 450g 的纽扣状合金锭焊接成真空自耗电 弧熔炼用电极 , 然后在真空自耗 电 弧炉 上熔 炼 4 次 。采用电火花线切割法从母合金锭上 、中 、下部并距母合 金锭边缘不同位置 (图 1) 切取 9 块试样进行组织及成 分分析 。使用荷兰产 Pa nal ytical XPer t P RO X 射线衍

12、射 仪进行合金中的相分析 ,使用配有能谱仪的日本电子公司生产的 J SM26460 型扫描电镜进行组织观察和成 分分析 。面组织 。从图 2 可以看出 ,母合金锭底部离开锭边缘不同距离处的横截面组织变化明显 。在母合金锭边缘 位置 L 1 处 (图 2a) 组织为不连续层片状细小共晶和具 有非小平面相生长特征的树枝状组织 。在边缘向里的 中间局部 L 2 和中央部位 L 3 处 ( 图 2 b , c) ,组织为分布均匀的颗粒状 , 没有大块初生相 。对 L 1 ,L 2 和 L 3 处不同形貌的组织进行了能谱成分分析 ,结果如表 1 所示 。锭边缘 L 1 处的树枝状组织 ( 图 2a 中箭

13、头 2 所 指) 为固溶了大量 Ti ,Mo ,Al 和 Cr 等合金化元素的铌 基固溶体 ( N b soli d sol utio n , N b ss) ,具有层片状形貌的为 Nbss + (Nb , X) 5 Si3 共晶组织 ,在 L1 中发现有深灰 色多边形块 状 组 织 ( 如 图 2a 中 箭 头 3 所 指) , 其 成 分为 381 76N b2261 20 Ti2221 36 Si231 58Cr221 19Al251 88 Hf211 11Mo (原子分数 . %) , 其成分中所含元素的原子 分数比值 ( N b + Ti) ( Al + Si) 约为 3 1 ,说明

14、其应为( N b , X ) 3 Si 。而中间局部 L 2 和 L 3 处的 ( 如图 2 b 和2c 中箭头 1 ,2 所指) 均匀颗粒状组织为 N b ss + ( N b ,X) 5 Si3 非层片状共晶 ,没有发现 ( N b , X ) 3 Si 相 。对合 金锭底部区域 L 1 ,L 2 和 L 3 处 进行 了 XRD 分 析 ( 图3a) ,发现在 L 1 处的相组成为 N b ss , ( N b , X ) 3 Si 和2 ( N b , X ) 5 Si3 , 在 L 2 和 L 3 处 的 相 组 成 为 N b ss 和 2 ( N b , X) 5 Si3 。这与

15、能谱成分分析的结果相一致 。表 2所示是采用大面积面扫描能谱成分分析方法测得的母合金锭在不同位置处 N b , Ti , Si , Cr , Al , Hf 和 Mo 的 含量 (扫描面积约为 21 5 mm ×2 mm) 。可以看出 ,母合金锭在 L 1 ,L 2 和 L 3 处的成分差异较大 : N b , Ti 和 Cr 的含量由锭边缘向中间逐渐减少 ,而 Si ,Al 和 Hf 含量 的变化那么刚好相反 ,由锭边缘向中央逐渐增加 , Mo 含 量的变化为由锭边缘向中央先升高后降低 , 在 L 2 处 含量最高且接近合金的设计成分 。21 2 母合金锭中部的组织形貌 、相组成和

16、成分分布图 4 是母合金锭中部区域 M1 , M2 和 M3 处的横 截面组 织 。从 图 4 可 以 看 出 , 母 合 金 锭 中 部 不 同 位 置图 1 从母合金锭上切取分析试样位置的剖面示意图( U , M ,L 分别代表合金锭顶部 、中部和底部区域)Fi g1 1 Sectio nal sket ch of t he cut ti ng po sitio n s of a nal yzedsa mple s f ro m t he ma st er allo y i ngo t ( U , M a nd L st a nd fo r t he top , t he cent re

17、a nd t he bo t to m a rea s of t he i ngot respecti vel y)2结果与讨论21 1母合金锭底部的组织形貌 、相组成和成分分布图 2 是母合金锭底部区域 L 1 ,L 2 和 L 3 处的横截图 2 母合金锭底部离开锭边缘不同距离处的典型微观组织的背散射电子形貌 ( a) L 1 ; ( b) L 2 ; (c) L 3Fig1 2 BS E i mage s of t he t ypical micro st r uct ure s i n diff erent po sitio n s at t he bot to m of t he m

18、a st er allo y i ngot ( a) L 1 ; ( b) L 2 ; (c) L 36材料工程 /2021 年 1 期表 1 EDS 分析确定的母合金锭底部不同位置处组成相的成分( 原子分数/ %)Co mpo sitio n of t he co nstit uent p ha ses in diff erent po sitio ns at t he bo t to m of t he ingo t deter mined by EDS a nal yse s (ato m f ractio n/ %)Ta ble 1Po sitio nSit eN bTiSiCrAlH

19、fMo361 12511 68381 76551 84361 52611 73361 36361 52201 75311 85261 20261 53211 06221 61181 62211 06341 5801 95221 3611 61321 9011 91361 01321 9001 9081 3031 5871 6611 4851 0101 4811 4811 9021 5621 1921 7021 0321 6111 7721 0351 7621 6951 8821 3761 0021 1361 4061 001231212311 9711 1131 2931 9901 36L 1

20、L 2L 3图 3 母合金锭不同位置的 X 射线衍射图谱( a) 底部 L 1 ,L 2 和 L 3 ; ( b) 中部 M1 , M2 和 M3 ; (c) 顶部 U1 , U2 和 U3Fig1 3 X2ray diff racto gra ms i n diff erent po sitio n s of t he ma st er allo y i ngot ( a) at t he bot to m of t he i ngo t L 1 , L 2 a nd L 3 ; ( b) i n t he middle p a rt of t he i ngo t M1 , M2 a nd

21、 M3 ; (c) at t he top of t he i ngo t U1 , U2 a nd U 3表 2 母合金锭在不同位置处成分的大面积面扫描 EDS 分析( 原子分数/ %)Ta ble 2Co mpo sitio n in diff erent po sitio ns of t he ma ster allo y ingo t deter minedby EDS mapping a nalyse s (ato m f ractio n/ %)Po sitio nN bTiSiCrAlHfMoL 1L 2L 3M1M2M3U1U2U3501 34491 65491 48491 4

22、7491 48491 27481 77501 40481 44261 03241 98241 61271 20251 79261 06271 86271 11251 57101 27101 32111 9791 50101 79101 7391 4591 94131 0051 6951 5551 1041 9941 9351 1551 6641 4841 7721 4721 5721 7021 5221 1921 6521 5421 2221 1131 7041 0141 2441 1941 3331 6731 6631 8631 8011 5021 9311 8921 1421 5021 4

23、621 0711 9921 31处的横截面组织与底部区域相比 ,由锭边缘向中央的变化较小 。母合金锭中部边缘 M1 处组织为具有沿一 定方向生长的树枝状组织 、细小共晶团以及一些深灰色的多边形组织 。M2 和 M3 处组织与 M1 处的组织相似 ,只是 M2 和 M3 处树枝状组织粗大 ,且在二次枝 晶周围出现大量花瓣状共晶组织 (图 4 b) 。M3 处的组 织与 M2 处组织相比 ,二次枝晶减少 ,花瓣状共晶团数量增加 。对 M1 ,M2 和 M3 处不同形貌的显微组织进行了能谱成分分析 (表 3) 和 XRD (图 3 b) 分析 ,可以看 出 ,合金锭 M1 , M2 和 M3 处的显

24、微组织均由树枝状N b ss ,花瓣状共晶 N b ss +2( N b , X ) 5 Si3 和一些不规 那么块状多边形 ( N b , X ) 3 Si 组成 。表 2 给 出 了母 合金锭中部不同位置处的成分 , 可以看出 , M1 , M2 和 M3的成分分布与底部区域成分分布不一致 : N b , Si 和 Mo7铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布图 4 母合金锭中部离开锭边缘不同距离处的典型微观组织的背散射电子形貌 ( a) M1 ; ( b) M2 ; (c) M3Fig1 4 BS E i mage s of t he t ypical micro st r uct

25、 ure s i n diff erent po sitio n s i n t he mi ddle pa rt of t he ma st er allo y i ngo t ( a) M1 ; ( b) M2 ; (c) M3表 3 EDS 分析确定的母合金锭中部不同位置处组成相的成分( 原子分数/ %)Ta ble 3Co mpo sitio n of t he co nstit uent p ha se s in diff erent po sitio ns in t he middlepa rt of t he ingo t deter mined by EDS a nal yse

26、 s (ato m f ractio n/ %)Po sitio nSit eN bTiSiCrAlHfMo123123123601 92341 51441 62551 86341 72381 10661 10401 29411 68241 18211 72201 42271 70191 71241 15201 30191 27241 6711 34341 61241 0811 20361 57251 7611 90311 76221 5351 3601 9511 7171 1501 5821 1831 3601 7131 1021 4111 8211 9021 8411 9411 7521

27、2611 8121 3221 2261 3951 0421 4761 0561 9311 9651 3641 8831 5711 8821 7701 4211 1341 1101 8101 82M1M2M3含量由边缘向中央呈现略微递增的趋势 ; 而 Ti , Cr 和Al 含量的变化那么刚好相反 ,由边缘向中央呈现略微减 少的趋势 。21 3母合金锭顶部的组织形貌 、相组成和成分分布图 5 是母合金锭顶部区域 U 1 , U 2 和 U 3 处的横 截面组织 。从图 5 可以看出 ,母合金顶部不同位置处 横截面 组 织 的 变 化 十 分 明 显 。U 1 处 的 显 微 组 织 与 M1 和

28、 L 1 处的相似 ,为不连续但具有方向性的树枝状组织 、层片状共晶和少量多边形 块状 组 织 。U 2 处为粗大的树枝状组织 、花瓣状共晶和深灰色多边形块状 组织 ,与 M2 处的组织相比 , U 2 处初生枝晶的二次枝晶生长完整 , 花瓣状共晶数量较 少 。而 在合 金 锭 U 3 处的组织却非常均匀 ,没有出现初生树枝状组织 ,与合 金锭底部 L 2 和 L 3 处组织相比 , U 3 处组织比拟粗大 且具有一定的方向性 。对母合金锭顶部距锭边缘不同 距离处 的 ( U 1 , U 2 和 U 3 处 ) 不 同 形 貌 组 织 进 行 了 能图 5 母合金锭顶部离开锭边缘不同距离处的典

29、型微观组织的背散射电子形貌 ( a) U1 ; ( b) U2 ; ( c) U 3Fi g1 5 BS E i mages of t he t ypical micro st r uct ure s i n diff erent po sitio ns at t he top of t he ma st er allo y i ngo t ( a) U1 ; ( b) U2 ; ( c) U 38材料工程 / 2021 年 1 期谱成分分析 (表 4) 和 XRD (图 3c) 分析 ,发现 U 1 和 U 2处的显微组织由树枝状 N b ss , 花瓣状共晶 N b ss +2( N b

30、, X) 5 Si3 和一些不规那么多边形块状 ( N b , X ) 3 Si 组 成 ,而 U 3 处那么由 N b ss +2( N b , X) 5 Si3 共晶组成 。由表 2 给出的母合金锭顶部不同位置处的成分可以看出 , Ti 含量由锭边缘向中央逐渐递减 ; Si 含量由锭边 缘向中 央 逐渐 递增 , 在 U 1 处 Si 含量 最 低 为 91 45 % (原子分数 ,下同) ,在 U 3 处最高 ,到达 131 00 % 。表 4 EDS 分析确定的母合金锭顶部不同位置处组成相的成分( 原子分数/ %)Table 4Co mpo sitio n of t he co nst

31、it uent p ha se s in diff erent po sitio ns at t he top of t he ingo tdeter mined by EDS a nalysi s (ato m f ractio n/ %)Po sitio nSit eN bTiSiCrAlHfMo12312312561 10361 12381 67641 39361 14451 69631 05331 77281 74201 75261 20211 99191 86211 19221 44201 9911 08341 58221 3611 93361 19231 0911 31361 66

32、51 4401 9031 5831 6301 3411 7741 1301 6021 8711 9021 1921 3211 7121 1321 8611 9721 3851 7651 8821 2251 7641 5621 4161 0031 4011 1131 5211 5731 80U1U2U321 4 讨论由上述分析可知 ,母合金锭在不同位置处的组织 组成及形貌变化较大 。在母合金锭的 L 2 ,L 3 和 U 3 处横截面组织分布均匀 ,没有树枝状 N b ss 和块状 ( N b ,X) 3 Si 相出现 。这是因为 L 2 ,L 3 和 U 3 处冷却强度较 大 ,在大的冷却速率

33、下 ,降低了 Mo 等溶质元素的扩散均匀化 ,提高了偏析程度 (在 L 2 处 Mo 含量最高到达21 93 %) ,而 Mo 等合金化元素能够抑制 ( N b , X) 3 Si 相 的形 成 5 , 所 以 在 L 2 , L 3 和 U 3 处 没 有 块 状 ( N b ,X) 3 Si 相出现 。在 L 2 ,L 3 和 U 3 处也没有树枝状 N b2ss 相出现 ,这是因为富含硅化物的熔体在熔池中的过 热度相对较低 ,黏度较大 ,不易在电磁搅拌作用下流动到边缘处 6 ,所以 Si 含量由锭边缘向中央逐渐递增 ,使得本工作研究的亚共晶合金锭中央部位倾向于形成 共晶组织 (如 L 2

34、 ,L 3 和 U 3 的组织) 。在 L 2 和 L 3 处大量 ( N b , X ) 5 Si3 和 N b ss 小晶粒在底部首先形核 ,由 于以轴向散热为主 ,这就使得组成共晶的 ( N b , X ) 5 Si3和 N b ss 两相沿特定方向耦合生长 , 形成具有定向柱状晶生长特性的定向共晶组织 。从而在底部 L 2 和 L 3处 (横截面) 呈现出均匀颗粒状共晶组织 。而顶部 U 3处均匀颗粒状共晶那么是由于在熔炼后期 ,随着补缩操 作的进行 ,熔炼电流逐渐减小 ,熔池深度变浅 ,温度变 低 ,结晶速度加快 ,凝固完成所需时间缩短 ,枝晶来不及粗化 ,所以在顶部 U 3 处也形

35、成均匀共晶组织 。根 据 N b2Ti2Si 三元相 图 7 ,8 和对 微观 组 织 ( 图 2 b , c 和图 5c) 的分析可知 ,合金在水冷铜坩埚内自耗电弧熔炼时底部 L 2 ,L 3 和顶部 U 3 处的凝固路径如下所示 :在母合金锭其他位置处的组织为树枝状 N b ss 、花瓣状 共 晶 N b ss + 2( N b , X ) 5 Si3 和 一 些 块 状 ( N b , X) 3 Si 。在自耗电弧熔炼过程中 ,在电磁搅拌及熔化液滴冲击力作 用 下 , 形 成 U 型 熔 池 。因 熔 池 中 心 温 度高 ,边缘温度较低 ,这就使得黏度小 、密度低的富钛合 金液被冲击流

36、动到锭边缘凝固并形成树枝状的 N b ss 初生相 。且由于冷却速率大 ,枝晶粗化时间较短 ,所以 在合金锭 L 1 ,M1 和 U 1 处的一次枝晶臂细小 ,且生长不连续 。当凝固进行到锭的中部时 ,铸锭边缘局部已 经到达一定高度 ,在电磁搅拌力的作用下 ,合金液过热 热量耗散 ,使熔池内温度分布趋于均匀 ,降低了凝固界 面前沿液相中的温度梯度 ,从而抑制了定向共晶的发 展 。另一方面 ,搅拌引起固液界面的破坏 ,从而在锭边缘和底部开始的定向凝固共晶界面前出现新的晶粒 。 随着温度和结晶速度的降低 ,新晶粒 ( N b ss) 开始独立 长大 ,初生 N b ss 的长大又使得周围液相中 S

37、i 含量进 一步升高而到达共晶成分 ,故在其周围形成了花瓣状 的共晶组织 。根据 N b2Ti2Si 三元相图 7 ,8 和对微观组织 (图 4 和图 5) 的分析 ,电弧熔炼态合金 (除合金锭的L 2 ,L 3 和 U 3 处外) 的凝固路径如下所示 :LN b ss + L 1(2)(3)( 4)L 1 N b ss + ( N b , X) 3 Si + L 2L 2 N b ss +2( N b , X ) 5 Si3在熔炼过程中 ,由于合金锭底部 、中部和顶部的冷却条件 、熔池形状 、凝固速率的不同以及母合金锭凝固 过程中的成分偏析等各种因素的综合影响 ,使母合金 锭在不同位置形成了

38、不同的微观组织 ,因而具有不同 的成分 。由于 Ti 主要 固 溶在 N b ss , 所 以 Ti 含 量 较L N b ss +2( N b , X) 5 Si3( 1)9铌硅化物基超高温合金电弧熔炼态组织和成分分布ver y2hi gh2t e mperat ure N b2silicide2ba sed co mpo sit es J . Met al2l ur gical and Mat erial s Tra nsactio n s A , 2003 , 34 ( 10 ) : 2043 -2052 .B EWL A Y B P , J A C KSON M R , Z HAO J

39、 C , et al . Ult ra2hi gh t e mp erat ure N b2silici de2ba sed co mpo sit e s J . M RS Bulleti n ,2003 , 28 : 646 - 653 .B EWL A Y B P , L IPSI T T H A , J A C KSON M R , et al . Solidifi2 catio n p rocessi ng of high t emperat ure i nt er met allic eut ectic ba sed allo ys J . Mat erial s Science a

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41、 - 168 .B EWL A Y B P , J A C KSO N M R , B IS HO P R R. The N b2Ti2Sit er nar y p ha se diagra m : det er mi natio n of solid2st at e p ha se equili b2ria i n N b a nd Ti2rich allo ys J . J o ur nal of Pha se Equili b , 1998 ,19 : 577 - 586 .B EWL A Y B P , J A C KSON M R , L IPSI T T H A . The N b

42、2Ti2Si t er nar y p ha se diagra m : eval uatio n of liquid2solid p ha se equili bria i n N b a nd Ti2rich allo ys J . J o ur nal of Pha se Equili b , 1997 , 18 :高 、熔点相对较低的 N b ss 更容易在电磁搅拌及熔化液滴冲击力作用下富集于 U 型熔池边缘处 。Si 是硅 化物形成元素 ,富含硅化物的合金液在熔池中过热度 相对较低 ,黏度较大 ,不易在电磁搅拌作用下流动到边 缘处 ,所以 Si 含量在 U 型熔池边缘处较低 。其他合

43、金化元素的分布与合金组织的分布相一致 。由能谱成 分分析 (表 1 , 3 , 4) 说明 : Al , Cr 和 Mo 倾向于固溶在 铌基固溶体中 ,在硅化物中的含量很低 。Hf 主要固溶在硅化物中 ,且在 (Nb , X) 5 Si3 的含量高于在 (Nb , X) 3 Si中的含量 。所以母合金不同位置处 Cr , Mo 和 Al 的含 量变化与合金组织中 Nbss 的含量变化一致 。Hf 含量变化与合金组织中 (Nb , X) 5 Si3 含量变化一致 。 2 3 4 5 6 结论3 7 (1) 电弧熔炼态合金的组织主要由 N b ss 和六方结构 的 2( N b , X ) 5 S

44、i3( N b , X) 3 Si 相 。(2) 母合金锭组织主要由初生 N b ss 枝晶 ,花瓣状N b ss + ( N b , X ) 5 Si3 共 晶 和 一 些 块 状 ( N b , X ) 3 Si 组 成 。但在母合金锭底部和顶部的中心部位组织却由分布均匀的 N b ss + ( N b , X ) 5 Si3 共晶组成 ,未出现初生 树枝状 N b ss 和块状 ( N b , X) 3 Si 。(3) 母合金锭中的成分分布特点为 Si 由锭边缘向中央逐渐升高 , Ti 由锭边缘向中央逐渐递减 。组 成 , 在 某 些 区 域 还 出 现 了 8 264 - 278 . 基金工程 :国家自然科学基金资助工程 ( 50671081)收稿日期 :2021210214 ;修订日期 :2021212212作者简介 :何永胜 ( 1982 ) ,男 ,硕士研究生 , 主要从事铌硅基超高温合 金定向凝固组织和性能的研究工作 , : 西北工业大学凝固技术 国家重点实验室郭喜平转 ( 710072) , E2mail : heysh1210 126 . co m参考文献