Χ′相增韧N iA l 基合金的微观结构

qinsdau

M icrostructure of the N iA l2Based A lloy by Χ′Ductile
Phase Reinforcement
邢占平　韩雅芳　颜鸣皋 (北京航空材料研究院)
Xing Zhanping　Han Yafang　YanM inggao (Institute ofAeronauticalM aterials, Beijing)
[摘要] 　通过定向凝固技术制备的N iA l 基双相合金N i231A l, 是一种“编织状”Χ′纤维增强的N iA l 基
内生复合材料。在铸态时 Β和 Χ′相存在着确定的取向关系。经不同冷却方式的热处理后发现, 合金组织结构
发生不同程度的变化, 其中空冷或油淬后N i231A l 的 Β相大部分转变成了N iA l 马氏体相。
　　关键词　N iA l　双相合金　微观结构
[Abstract] 　N iA l2based two2phase (Β+ Χ′) alloy N i231A l was prepared by a directionally solidified
method1 It was found that the microstructure of the alloy was a“braided”Χ′fiber reinforced N iA l
matrix in situ composite1 There is one orientation relationship between ΒandΧ′phases in the as2cast
state1 Homogenization at 1280℃6h followed by air cooling or oil quenching resulted in the Β2N iA l
phases in the two alloys mostly transformed to N iA l martensites1 In the meantime, volume percent of
the Χ′2N i3A l phases decreased with increased cooling rate1
　　Keywords　N iA l　two2phase alloy　m icrostructure
　　金属间化合物N iA l 因具有熔点高、密度低、导热性 理, 并分别采用空冷, 油淬和炉冷三种冷却方式进行冷
及抗氧化性能好等优点, 而被认为是下一代先进航空 却。TEM 样品制备过程如下: 首先将样品在线切割机上
1
发动机叶片的候选材料 。但N iA l 基合金应用的最大 切成< 012mm 厚的薄片, 再经机械减薄至< 50Λm 厚,
障碍是它的室温塑性低, 因而人们在提高N iA l 基合金 然后在双喷电解减薄器上进行双喷减薄, 电解液为
塑性方面做了许多工作, 迄今为止, 最为成功的塑化 10% 高氯酸的甲醇溶液, 温度为- 40～ - 30℃, 电压为
N iA l 基合金的方法是对N iA l 进行宏观合金化, 使之析 12V , 使样品最终成薄膜电镜样品。制成的电镜样品在
出塑性第二相, 尤其以N i2A l2Fe 系合金研究得最多。铸 透射电镜 H2800和 JEM 2010上进行形貌观察、电子衍
造加二次挤压N i220A l230Fe 合金的拉伸塑性可以达到 射分析。
2
22% 。但因这类合金高温强度低及抗氧化性能差的问
2　试验结果
题难以得到克服, 因而对其研究的兴趣开始下降。作者
3, 4 2 1　合金的组织结构
前期工作显示 , N i231A l 合金的室温断裂韧性 (K IC ) 1
　　表1列出了N i231A l 合金的实际化学成分数据。换
值≥20M Pa m , 比化学计量比的单相N iA l 合金提高
算成原子比后, 合金实际成分为N i 30 8A l。合金中杂
三倍左右。而且该合金在室温具有118% 的拉伸塑性, 质含量较少。 2 1
同时也具有一定的室温和高温强度。为了深入了解N i2
表1　N iA l 基合金的实际化学成分 (w t% )
31A l 合金的微观结构, 本工作采用透射电镜 (TEM ) 等
Table 1　Composition of N iA l based alloy
分析技术来考察它的微观结构及相变特点。 2
合金 N i A l Hf Si C O N
1　试验方法
N i231A l3 余 16199 - < 0105 01009 010011 010002
　　采用螺旋选晶法在真空感应定向炉内拉制N i2 　　　3 此合金为设计成分 (at%), 下同。
31A l (原子比, 下同) 合金试棒, 铸模抽拉速度为4mm
m in。铸态试棒在空气中进行了1280℃6h 均匀化热处 　　图1a 为铸态N i231A l 合金的金相组织照片。可见,