《Nb-Ni-Ti系共晶相平衡研究及Nb基濾氫膜合金設計》是依託東北大學，由李洪曉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Nb-Ni-Ti系共晶相平衡研究及Nb基濾氫膜合金設計
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李洪曉
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
通過對Nb-Ni-Ti系相平衡的擴散偶法和合金平衡組織結構分析法的實驗研究，確定L→beta(Nb,Ti)+TiNi三相共晶轉變的相關信息，包括液相單變數線的走向；確定整個液相單變數線上的三相共晶轉變溫度和共晶點成分、以及共晶相成分；獲得Nb-Ni-Ti合金系1000-1250℃的等溫截面相圖。利用CALPHAD技術，評估最佳化相關熱力學參數，獲得適用於Nb-Ni-Ti系固態和液態相平衡的熱力學數據；通過熱力學計算，確定具有L→beta+TiNi三相共晶轉變的合金中beta相和TiNi相的體積分數及兩相的成分；並通過典型合金的定向凝固組織分析，為beta-TiNi雙相Nb基濾氫膜合金成分設計與組織控制提供科學依據。
結題摘要
通過對Nb-Ni-Ti系相平衡的擴散偶法和合金平衡組織結構分析法的實驗研究，結合熱分析，獲得了L→beta(Nb,Ti)+TiNi三相共晶轉變的熱力學信息，確定了Nb-Ni-Ti合金系1000-1250℃的相平衡。利用CALPHAD技術，獲得了適用於Nb-Ni-Ti系固態和液態相平衡的熱力學數據；設計了合金成分及製備工藝，並通過典型合金的製備與組織分析，為beta-TiNi雙相Nb基濾氫膜合金成分設計與組織控制提供科學依據。 Nb-Ni-Ti三元系富Ni角，在1250℃時仍是處於固態相平衡。高溫促進了Nb和Ti在Ni中的溶解，1250℃時(Nb+Ti)在Ni基固溶體中的總溶解度可達14.9at.%。Nb和Ti原子的溶入，可使gamma-Ni的晶格常數從純Ni的a=0.3524nm，增大到約a=0.3604nm。Ti的存在促進了Nb在gamma-Ni中的溶解。 高溫下二元化合物Ni3Nb和TiNi3對第三組元Ti和Nb也有著很大的固溶度。1250℃時Ni3Nb對Ti的固溶度可達9.2 at.%，固溶的Ti原子主要是置換了Ni3Nb相中的Nb原子，而Ni原子基本保持原化學計量比。TiNi3對Nb的固溶度也可達5.4 at.%。 三元化合物XC和XE在1250℃下都可穩定存在並與Ni基固溶體相平衡。Nb-Ni-Ti三元系富Ni角低於1250℃的等溫截面相圖中都存在著三相區Ni3Nb+(Ni)+XE和TiNi3+(Ni)+XC。 Ni-Nb二元系在1175℃時存在一個L→Ni3Nb+Ni6Nb7共晶轉變，隨著第三組元Ti的溶入，共晶轉變溫度降低。1100℃時，Nb-Ni-Ti系低Ti側即有L+Ni3Nb+Ni6Nb7的三相區存在。 Ti-Ni二元系在942℃時存在一個L→beta(Ti)+Ti2Ni共晶轉變，隨著第三組元Nb的溶入，共晶轉變溫度提高；Ti2Ni相的最高存在溫度也由二元系的984℃提高到1045℃以上。 液相L、beta(Nb,Ti)和TiNi相三相平衡時，隨溫度的降低beta(Nb,Ti)連續固溶體中的Ni含量幾乎不變，而Nb含量逐漸降低；但是三相平衡時TiNi相的平衡成分隨溫度變化不大。L+beta(Nb,Ti)+TiNi三相區隨溫度的降低逐漸遠離Nb-TiNi連線。
