制备工艺对Mo-Si-B合金微观组织与性能的影响文献综述

 2022-11-25 15:41:51

文献综述

1.引言

在现代工业中高温过程越来越普遍,这也对一些设备的使用温度提出了更高的要求,用于高温环境中的结构材料应具有良好的高温抗氧化性和断裂韧性[1]。而自从Mo-Si-B合金作为最新的一代航空发动机用结构材料和高温抗氧化涂层材料进入科学界视野,国外对此进行了大量的研究,并获得突破性进展。研究结果表明,添加硼的Mo-Si-B系合金具有优异的力学性能和高温抗氧化性能[2]

Mo-Si-B合金中存在的高强度的金属间化合物使得合金的室温和高温强度也都比较高。对于单相alpha;-Mo,由于固溶了一定含量的Si和B,其强度也有所提高[3]。而在抗氧化性方面,Si和B这两种元素能提高Mo-Si-B合金的抗氧化性,其主要原因是在合金中形成了硼硅玻璃。它具有较低的粘度,因而更容易流动来填补制造中所造成的MoO3的挥发所造成的裂纹和空洞[4]

  1. Mo-Si-B合金的制备方法

目前制备Mo-Si-B合金的方法可以分为两类:电弧熔炼法和粉末冶金法。其中粉末冶金法又可分为粉末压制/烧结法、自蔓延合成法、反应热压法、放电等离子烧结和机械化合金法等。通过不同工艺制备的样品,在性能结构上会有较大的差异[5]

2.1电弧熔炼法

电弧熔炼具有设备简单,所需能量低、瞬间合成等优点,且可以得到高纯度的Mo-Si-B合金。但其也有一个明显的缺点,制备的材料中会产生孔洞和裂纹,这不利于之后的机械加工。另外熔点过程中会发生硅的挥发,会产生某些不必要的中间相而降低材料的力学性能[6]

Schneibel[7]通过电弧熔炼制备了成分为Mo-26.6Si-7.4B的合金,通过对样品的显微组织分析发现:熔炼方法制备的合金中氧含量比较低,但组织中却有宏观裂纹和微裂纹,这些裂纹的产生与凝固过程中的冷却速度有关,低的冷却速度会使得微观裂纹增多,并且使晶粒粗大。

2.2粉末冶金法

粉末冶金法主要分为粉末压制/烧结法、燃烧合成法(自蔓延高温合成)和反应热压、放电等离子烧结、机械合金化等方法[8]

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