第１期

林均品等：ＴｉＡＩ基金属间化合物的发展

３３

６，ＡＩ：Ｏ，在氧化膜中的比例较高。当形成一层完整的３）。经过计算，８Ｎｂ可使氧和ｍ金属原子的扩散系数Ａ１２０，膜时，合金的抗氧化性就大大改善。其次，高Ｎｂ降低一个数量级。

—ＴｉＡｌ合金中的ＴｉＯ：能溶解Ｎｂ，成为（Ｔｉ，Ｎｂ）０：，Ｎｂ”替代ＴｉＯ：中的Ｔｉ“，会降低阴离子空位浓度，改ｒｎｉｎ

＋Ｏ

—●＿一Ｔｉ

善ＴｉＯ：的保护能力，提高抗氧化性。这一点对高温氧

化（如＞１

０００

ｏＣ）更重要，高温下（Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ：氧化膜

的抗氧化性起重要作用。当合金含铌量过高时，出现ＡＩＮｂＯ。或Ｎｂ：Ｏ，，又会降低合金的抗氧化性。

一ｎ．

Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ

：怂

近来，进一步研究了高Ｎｂ—ＴｉＡｌ合金的初始氧化

动力学ｍ１，在室温下，试样表面Ａ１就可与吸附氧结合，在表面生成ＡＩ，Ｏ，薄层，此时，Ａｌ向表面扩散为控

０

糖２

４

６

８

１０

制因素，形成亚表面低Ａｌ区，当Ｔｉ／Ａ１比增加到一定程

ＳｐｕｔｔｅｒＴｉｒｎｅ／ｍｉｎ

度，ＴｉＯ：和ＡＩ：Ｏ，同时生成，进入初始氧化第二阶段，图２

Ｔｉ４５Ａ１８Ｎｂ９００℃氧化３一

ｒａｉｎ样品ＡＥＳ深度剖析

Ｎｂ降低了Ｔｉ和Ａｌ的扩散，同时ＴｉＯ：中溶解Ｎｂ，成为Ｆｉ吕２

ＡＥＳｅｌｅｍｅｎｔａｌｄｅｐｔｈｐｒｏｆｉｌｅｓｆｏｒｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓ

ｏｆＴｉ４５ＡＩＳＮｂ

（Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ：，降低空位浓度和氧的扩散。初始氧化后ａｌｌｏｙｏｘｉｄｉｚｅｄ

ａｔ

９００℃ｉｎａｉｒｆｏｒ３ｍｉｎ．Ｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅｔｗｅｅｎ

形成了以Ａｌ：Ｏ，和（Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ：为主的氧化物层（图２，

ｔｈｅｏｘｉｄｅｌａｙｅｒａｎｄｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅａｒｅ

ｍａｒｋｅｄｂｙｓｏｌｉｄｌｉｎｅｓ

图３

氧化膜生长机制示意图

Ｆｉｇ．３

Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｘｉｄｅ

ＩⅫｔｌｅ

２．２高Ｎｂ添加对Ｔ洲合金相关系的影响

（ｙ。）相时，出现新的有序相¨８．勰１。由此，实测了含ｙ。

Ｎｂ具有提高合金熔点和降低元素扩散的能力。加

相的Ｔｉ—Ａｌ—Ｎｂｉ元相图‘１７】。近来，Ｌｉｕ［２９，３０１证明了

入８—１０Ｎｂ对Ｔｉ灿合金的相关系产生很大影响哆“。

ｙ。相的存在及其结构（图４），同时根据含ｙ，相的Ｔｉ—

８Ｎｂ合金不改变Ｔｉ—Ａｌ二元相图的相关系形式，但扩大ＡＩ—Ｎｂ

ｉ元相图得到了有７。相沉淀强化的时效硬化

卢和ｙ相区到高含Ａｌ量，同时缩小ａ相区。由此显著提ＴｉＡＩ合金（图５）。当Ｎｂ量达到１０％，相关系发生变化，高固相线和液相线温度，测得固相线温度提高一可能得到７＋口双相合金。

１００℃。由于提高了熔点，有利于降低元素的扩散，提高铌合金化的另一重要作用是使整个ＪＢ和口包晶相高了高铌钛铝合金的使用温度。当Ｎｂ量提高到１０Ｎｂ，

区向高Ａｌ方向移动，使铸造高铌钛铝合金凝固时先结Ｔｉ一灿相图的相关系，出现口＋ｙ＋ａ：三相区，和口一

晶口相，成为／３相凝固合金。避免了有些ＴｉＡｌ合金的ａ相凝固，得到具有明显各向异性的铸态组织。Ｎｂ扩大口ａ：一７一口相变。电子通道增强显微分析技术（ＡＬＣＨＥ－（Ｂ２）相氏，降低死和Ｌ温度，有利于在较低温下热处ＭＩ）测定¨刮和带角度因子的坎入原子势（ＭＥＡＭ）模拟计理，有利于控制品粒大小。

算证明，当低铌合金化时，铌无序取代ＴｉＡＩ点阵中Ｔｉ２．３

Ｎｂ的强韧化作用机理

原子，此时合金的熔点没有明显变化。只有当高铌（一高Ｎｂ—ＴｉＡＩ合金具有远高于普通ＴｉＭ合金的强度，

７％）合金化后，在ｙ—ＴｉＡＩ合金点阵中的铌原子出现连特别是很高的高温强度（图６），同时保持相同的塑性。续有序分布的倾向，同时提高熔点。当接近Ｔｉ．Ｎｂ，Ａ１９

Ｎｂ强韧化的理论基础包括：①Ｎｂ降低ＴｉＡＩ合金的层