论文部分内容阅读
本文研究了C、N、B微量合金元素的表面合金化和合金化对NiAl基合金组织和力学行为的影响。采用化学热处理方法对NiAl、NiAl-Cr(Zr)和NiAl-Fe(Nb)三种合金进行C、C+N和B元素的表面合金化。利用非自耗钨电极电弧炉熔炼NiAl-B合金锭。用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪等分析手段研究了材料的显微组织和相组成,利用Gleeble1500试验机测试不同B含量的NiAl-B合金的压缩性能。
NiAl、NiAl-Cr(Zr)、NiAl-Fe-Nb三种合金经渗碳、碳氮共渗和渗硼后均出现了明显的渗层,实现了表面合金化。表面合金化后,三种合金的表面硬度均有不同程度的降低。其中,NiAl-Cr(Zr)渗硼后表面硬度降低最大,降低了约HV270。C、N和B除以固溶原子的形式存在外,C还以Cr7C3或NbC的形式存在,N以AlN的形式存在,B以BCr或Fe2B形式存在。NiAl-B合金的铸态组织由单相NiAl组成。随着B含量的增加,晶粒尺寸由200μm逐渐减小到50μm;合金硬度值随B含量的增加而升高。B改善了NiAl合金的室温压缩塑性。当B含量为0.02%(质量分数)时压缩塑性达到最大值,约为17%;合金的压缩屈服强度随着B含量的增加而升高,由不含B时的249MPa升高到B含量为0.15%时的491MPa。合金强度和硬度的升高是由于B的固溶强化和晶粒细化共同作用的结果。