《表1 Ti-Al-Nb体系常用相及其晶体结构[18]》

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《Ti-Al-Nb三元系1100℃等温截面的研究》

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Ti Al金属间化合物密度低，高温下具有良好的力学性能，是一种非常有应用潜力的新型高温结构材料[1-2]。Nb作为Ti Al基合金的添加元素不但可以有效提高其抗高温抗氧化性能，而且可进一步提高合金的力学性能[3-6]。Ti-Al-Nb三元系含有很多有潜力的金属间化合物，它们可用来制备力学性能优异的合金[2]。最近，人们研究了Ti-Al-Nb三元系在800℃以上的潜力合金[7]，这些合金包含的多种组织，例如γ-Ti Al，α2-Ti3Al，O-Ti2Nb Al，σ-Nb2Al和β有序固溶体，均可作为高温应用的候选材料[2，8-10]。关于Ti-Al-Nb相图的信息对于钛合金的设计和制造是不可或缺的[11-12]。三个子二元的相图，即Ti-Al[13-15]，Ti-Nb[16-17]和Al-Nb[18]已得到很好地研究和优化。目前，也有用热力学方法优化Ti-Al-Nb三元相图的报道[15，18-23]。2009年WITUSIEWICZ[18]和CUPID[19]都采用CALP-HAD（即calculation of phase diagram）方法优化了Ti-Al-Nb三元相图，但它们的结果有很大的差异，包括在1 000℃以上的α，β和γ相的平衡。本文作者采用电弧熔炼法制备17个Al摩尔分数为0~75%的TiAl-Nb合金样品，在1 100℃退火1 080 h后取出，在冰水中淬火，用扫描电镜（SEM），电子探针显微分析（EPMA）和X射线衍射（XRD）对退火合金进行检测，根据合金中发生相变时相变发生的点和边界进行推断来测量合金相图，研究Ti-Al-Nb体系在1 100℃的相平衡，丰富了航空用钛合金的基础研究数据。表1所列为文献普遍采用的Ti-Al-Nb三元系物相晶体结构[18]。