《表1 Nb-Si-Ti合金相成分》

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《Ti对Nb-Si合金组织及力学性能影响》

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图3为Nb-18Si-xTi合金的背散射组织。结合Nb-18Si-xTi合金微观组织及相应的物相能谱分析（见表1）可知，图3中白色相为Nbss，灰色相为Nb3Si，黑色相为Nb5Si3。此外，还可发现Nb-18Si-xTi合金由大块的初生Nb3Si相和Nbss+Nb3Si共晶组织组成。对比图1和图3可知，随Ti元素的添加，白色Nbss相尺寸明显增大，这是由于凝固过程中Ti在Nbss相中聚集会阻碍片层共晶生长，使得共晶组织生长混乱所导致。Ti含量增加到20%以上时，合金中会出现Nbss+Nb5Si3两相组织。TEM分析表明，共晶转变产生的Nb5Si3相为γ-Nb5Si3，见图4。通过软件对4种成分合金进行Nbss相含量统计分析，发现随Ti (x=0、16、18、24）含量增大，Nbss相含量分别为47%、26%、35%、38%，其含量先减小后增大；但相比未加Ti的合金，Nbss相含量均存在一定程度降低。已有研究表明，添加Ti能促使Nb3Si相稳定存在，且每添加1%的Ti相应会减少1%的Nb，Si在Ti与Nb中溶解度不同，这些因素共同导致了Nbss相体积分数减少。但Ti含量增大到一定程度会促使Nb5Si3相生成，Nb3Si中Nb含量远大于Nb5Si3，随Nb5Si3相生成，在一定程度上又使得Nbss相含量增加。因此，随Ti含量增加，Nbss相含量先减少后增大。随Ti含量增加，合金中存在于晶界的共晶Nbss+γ-Nb5Si3从无到有，共析Nbss+α-Nb5Si3紧邻着共晶Nb5Si3相，但共析转变的量较少；比较共晶和共析Nbss+Nb5Si3组织可发现，这两种组织要么均不存在，要么同时存在，且大多都存在于晶界处。这表明共晶Nb5Si3相可以提供形核衬底，见图5中A区域，从而降低了形核能，有利于共析转变的发生。同时共析转变大多发生在晶界处，这也与晶界处能量较高，存在成分偏析有关。