生长速率对定向凝固NiAl-43V过共晶合金组织演变和室温断裂韧性的影响
来源期刊：稀有金属材料与工程2020年第4期
论文作者：徐鹏飞 张建飞 陈林 金自力 任慧平
文章页码：1415 - 1421
关键词：NiAl-V过共晶;凝固组织;室温断裂韧性;韧化机制;
摘 要：采用高温度梯度液态金属冷却技术（LMC）制备了Ni-28.5Al-43V（at%）过共晶合金,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和三点弯曲（3PB）测试对合金的组织演变和断裂韧性进行了研究。在温度梯度GL=310 K/cm,生长速率V=6～150μm/s的实验条件下,NiAl-43V的凝固组织均为初生V枝晶+共晶组织（NiAl片层+V片层）。硬度测试表明初生V枝晶的硬度高于共晶相的硬度。断裂韧性测试表明NiAl-43V过共晶合金最大室温断裂韧性相比NiAl合金提高了4倍。随着生长速率的增大,室温断裂韧性从6μm/s的22.679 MPa·m1/2逐渐下降到150μm/s的18.422 MPa·m1/2。这是因为生长速率增大产生的细晶强化效应弱于初生V枝晶和胞间区域的增加对断裂韧性产生的不良影响。合金的断口形貌分析表明合金断裂为准解理断裂,在裂纹扩展中裂纹钝化、裂纹再形核、裂纹偏转、界面剥离、裂纹桥接和微裂纹键合韧化机制对提高NiAl-43V合金的室温断裂韧性做出了贡献。初生V枝晶的析出一定程度降低了合金的断裂韧性。
徐鹏飞1，张建飞1，陈林1，金自力1，任慧平2
1. 内蒙古科技大学2. 内蒙古新金属材料重点实验室
摘 要：采用高温度梯度液态金属冷却技术（LMC）制备了Ni-28.5Al-43V（at%）过共晶合金,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和三点弯曲（3PB）测试对合金的组织演变和断裂韧性进行了研究。在温度梯度GL=310 K/cm,生长速率V=6～150μm/s的实验条件下,NiAl-43V的凝固组织均为初生V枝晶+共晶组织（NiAl片层+V片层）。硬度测试表明初生V枝晶的硬度高于共晶相的硬度。断裂韧性测试表明NiAl-43V过共晶合金最大室温断裂韧性相比NiAl合金提高了4倍。随着生长速率的增大,室温断裂韧性从6μm/s的22.679 MPa·m1/2逐渐下降到150μm/s的18.422 MPa·m1/2。这是因为生长速率增大产生的细晶强化效应弱于初生V枝晶和胞间区域的增加对断裂韧性产生的不良影响。合金的断口形貌分析表明合金断裂为准解理断裂,在裂纹扩展中裂纹钝化、裂纹再形核、裂纹偏转、界面剥离、裂纹桥接和微裂纹键合韧化机制对提高NiAl-43V合金的室温断裂韧性做出了贡献。初生V枝晶的析出一定程度降低了合金的断裂韧性。
关键词：NiAl-V过共晶;凝固组织;室温断裂韧性;韧化机制;
