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本文设计了MC/Nb-Tiβ原位自生复合材料的成分体系,并利用真空非自耗电弧炉采用熔铸法制备了20种成分的复合材料铸锭。利用高温热处理炉对所有成分的材料进行了热处理,热处理工艺为分别在900?C和1100?C保温24小时。利用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等仪器分析了相组成、组织特点及其相成分随材料成分的变化规律。对复合材料的铸态组织和相分析研究表明,所有成分的复合材料铸锭均由铌基固溶体相(Nbss)和碳化物相(MC)组成,材料成分的变化引起碳化物相的变化。随C和Ti含量的增加,碳化物相由Nb2C向(Nb,Ti)C逐渐过渡。铸态组织中都含有Nbss+MC的共晶混合物,以网络状分布在铌基固溶体枝晶边界。微观组织有两种形态,一种是初生Nbss+(Nbss+MC)共晶体,另一种为初生MC+Nbss枝晶+(Nbss+MC)共晶体。C含量对复合材料中碳化物形貌的影响较大,随着C含量的增加,逐渐出现初生碳化物枝晶且含量随之增多,而对基体形貌影响不大;Ti含量的变化对基体的生长形貌产生直接影响,随着Ti含量的增加,基体呈现由胞状树枝晶→柱状树枝晶→等轴树枝晶的变化,Ti含量的变化对初生碳化物也有一定影响,在C含量一定时,随着Ti含量的增加,初生碳化物含量也随之增加并逐渐趋于一致分布。对复合材料热处理后的组织和相变化研究表明,MC/Nb-Tiβ原位自生复合材料经热处理后仍由铌固溶体相和碳化物相组成,C与M原子比高的合金经两种温度热处理后碳化物相有由(Nb,Ti)C向Nb2C和(Nb,Ti)C两相转变的趋势。经不同工艺热处理后,初生的大块和枝晶间碳化物内部均有Nbss颗粒或Nbss条块生成,并有逐渐破碎成细小碳化物颗粒的趋势,共晶团中的碳化物颗粒也逐步球化;基体中有弥散的二次碳化物相生成,随Ti含量的增加逐渐粗化并出现先增多后减少的现象。