[发明专利]一种改善Nb‑Si基多元合金室温断裂韧性的方法

权利要求书

1.一种改善Nb-Si基多元合金室温断裂韧性的方法，其特征在于，所述的Nb-Si基多元合金成分以原子百分比计为Nb-16Si-24Ti-2Cr-2Al、Nb-18Si-24Ti-2Cr-2Al、Nb-20Si-24Ti-2Cr-2Al、Nb-22Si-24Ti-2Cr-2Al中的一种，所述方法包括以下步骤：

(1)以一定原子比的Nb-Si基多元合金元素为合成原料，制备Nb-Si基多元合金棒；

(2)将Nb-Si基多元合金棒固定在等离子旋转电极设备的装样室，密封装置抽真空后充入保护气体进行气氛保护；

(3)设定等离子枪功率、等离子弧电流和电极棒转速工艺参数，让等离子枪扫描高速旋转的Nb-Si基多元合金棒料端部使其熔化，在离心力作用下熔化体雾化成液滴飞射出去，同时在惰性气体中冷却，液滴凝固成球形粉末颗粒，具体的参数为：等离子枪功率200kW，等离子枪起弧电流180A，等离子枪工作电压48V，电极棒转速15000m/min；

(4)利用放电等离子烧结炉，在一定的热压温度、压力和保压时间下对所得的球形粉末颗粒进行烧结，使致密化过程在极短时间内完成，烧结完成后试样随炉冷却，得到粉末冶金块体试样，烧结参数：热压温度1300℃，压力50MPa，保压时间5min；

(5)将上述所制得粉末冶金块体试样与非自耗真空电弧熔炼所制得的铸态试样用线切割机床切取单边缺口三点弯曲试样；在室温下利用电子万能试验机对试样进行三点弯曲试验，计算出断裂韧性，并取平均值；

(6)利用扫描电子显微镜观察试样的组织形貌和断形貌口，比较粉末冶金合金与铸态合金的室温断裂韧性的差异。

2.根据权利要求1所述的一种改善Nb-Si基多元合金室温断裂韧性的方法，其特征在于，步骤(1)中所选用的Nb-Si基多元合金锭为由非自耗真空电弧熔炼制备而得，再通过感应熔炼方法熔化合金锭并浇铸成的Φ70×150mm的合金棒。

3.根据权利要求1-2任一项所方法得到的Nb-Si基多元合金，其特征在于，步骤(4)得到的粉末冶金块体试样组织均匀致密，由NbSS固溶体和Nb₅Si₃强化相两相组成，相尺寸<2μm，其中NbSS固溶体是基体，而强化相Nb₅Si₃以岛状均匀分布于基体上，细化的NbSS相室温断裂方式为延性的韧窝型断裂。