论文部分内容阅读
MoSi2具有优异的抗氧化性能，但室温断裂韧性较低。合金化能够一定程度上改善钼硅化物的室温断裂韧性。定向凝固组织有望改善断裂韧性。目前关于钼硅化物定向凝固的研究尚无报道。本文在研究12Mo-21.3Ti-54.7Si-12Al(at％)、14Mo-21.3Ti-54.7Si-12Al和10Mo-21.3Ti-54.7Si-12Al三种合金电弧熔炼组织的基础上，主要探讨了定向凝固对三种合金组织结构和室温断裂韧性的影响。
三种合金熔炼态相组成主要为MoSi2、Mo5Si3、Ti5Si3和TiAl3。熔炼态组织晶粒细小，没有择优取向生长。
定向凝固对三种合金的相组成没有影响。定向凝固后，试棒中原有小晶粒发生重熔，形成更大晶粒，并趋向于沿提拉方向生长为长条状晶粒。由于试棒较细，凝固时固-液界面凸起，导致晶粒生长方向不完全平行于提拉方向，且由于凝固过程刚玉管本身的热传导，试棒表层的温度梯度不完全垂直于提拉方向，最终凝固后长条状晶粒呈一定角度发散，生长方向比较无序；试棒芯部定向凝固特征明显。越靠近试棒表层，定向凝固效果越差。
凝固速度对三种合金的凝固组织和断裂韧性有显著影响。对12Mo-21.3Ti-54.7Si-12Al和14Mo-21.3Ti-54.7Si-12Al合金，定向凝固速度为40μm/s时效果最好；对10Mo-21.3Ti-54.7Si-12Al合金，速度为80μm/s最好。
定向凝固显著提高了三种合金熔炼态的断裂韧性。其中，12Mo-21.3Ti-54.7Si-12Al合金的增幅最高，可达70％，最适宜于用定向凝固工艺改善合金的室温断裂韧性。