免费论文摘要：氧化钇坩埚制备工艺 及其与非金属熔体的彼此效率

氧化钇(Y2O3)陶瓷是一种高本能陶瓷，具备崇高的耐热、耐侵蚀和高温宁静性。氧化钇的熔点大于2400℃，且在高温下较难与某些绚烂非金属(如Ti、Al、Hf、Nb等)爆发反馈，现已普遍运用于熔模锻造用面层资料，但因为氧化钇的高熔点性，烧结从来动作一个难点生存，控制了其在真空感触熔炼上的运用，于今没有贸易化的氧化钇坩埚产物面市。TiAl基合金密度低，具备高的比强度和比弹性模量，在高温时仍不妨维持充满高的强度和刚度，同声有杰出的抗蠕变及抗氧化本领，那些便宜使其变成宇航用发效果及公共汽车耐热构造件最具比赛力的资料。Nb-Si基难熔非金属间自生复合资料用来高温资料的后劲大概在10年前第一次被看法到，因为其高温强度和低温伤害容限的杰出平稳而表露出迷人的运用远景，希望运用于将来的进步发效果叶片进而代替暂时普遍运用的Ni基高温合金。本舆论将Y2O3引入TiAl合金和Nb-Si基非金属间复合物的真空感触熔炼工艺，独力研制出了可满意真空感触熔炼诉求的纯Y2O3坩埚，拟订了坩埚的配方，成型工艺以及烧结工艺等要害本领目标，并对坩埚大概的作废机理举行了领会。接洽表白纯Y2O3坩埚是一种适合耐火资料安排规则的感触熔炼用耐火资料，该坩埚因素由Y2O3各别样式的粉料经过符合的粒度配比形成。坩埚构造中只生存Y2O3相；坩埚的物理妨害情势重要为热报复下坩埚的涣散化；可经过普及烧结温度安排坩埚的孔隙率、孔径尺寸和普及基质对主晶相的粘接强度革新坩埚的熔炼功效。正文安排了Y2O3与TiAl合金熔体彼此效率简化试验平台并创造了试验用小尺寸Y2O3坩埚。经过该平台接洽了各别过热温度对铸锭化学因素、铸锭中陶瓷搀和和熔体坩埚交战界面包车型的士感化。截止表露合金基体中的大局部杂质是由熔体对坩埚的物理腐蚀惹起的，并且腐蚀的水平与熔炼功夫和坩埚孔隙率PA相关。正文引入了浸透系数A’来刻画熔体对坩埚的浸透水平，坩埚的孔隙率越低，浸透系数越小。1873K下坩埚的浸透系数A’与PA的数目联系为A’=0.01873•PA。沿用符合的成型本领与烧结工艺不妨制备出低浸透系数的坩埚。沿用低浸透系数坩埚（孔隙率16.3%）熔炼的合金中O元朴素减少量降至了200 wtppm(熔炼功夫1min)、300 wtppm(熔炼功夫10min)和400 wtppm(熔炼功夫100min)的程度。在Y2O3坩埚的本质运用上面，本舆论比拟了自治Y2O3坩埚真空感触熔炼、外购CaO坩埚真空感触熔炼和磁浮水冷铜坩埚真空感触熔炼这三种熔炼前提下Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸锭的显微构造特性、因素以及力学本能。试验表白与其余两种熔炼办法比拟，Y2O3坩埚真空感触熔炼生存的重要题目是显微构造中的Y2O3搀和，铸锭增氧较CaO坩埚熔炼铸锭邻近，但鲜明多为物理搀和，表明若坩埚品质遏制适合，Y2O3坩埚熔炼TiAl合金具备十分大的运用远景。正文随后中心接洽了Ti-47Al-2Cr-2Nb合金在真空感触熔炼进程中同消费用Y2O3坩埚爆发的彼此效率，囊括浇铸锭与随坩埚冷却铸锭的构造、因素比拟。试验表白在运用Y2O3坩埚真空感触熔炼TiAl的进程中，没有创造Y2O3与合金熔体爆发化学反馈的证明，铸锭为全片层构造，铸锭构造中生存确定量Y2O3搀和，大概是因为熔体对坩埚的物理腐蚀效率引入显微构造的；在TiAl随坩埚冷却铸锭上外表生存TiAl合金和Y2O3因素，并在TiAl铸锭外表的某些地区表露双层构造，最外层为约10μm厚的TiAl层，其次是约为10μm的Y2O3层。铸锭上外表、铸锭与坩埚的交战面以及铸锭中缺点场所简单展示Y2O3颗粒会合。Y2O3层的厚薄各别，试样中最厚的Y2O3层的厚薄在200μm安排，出此刻铸锭与坩埚的交战面。TiAl随坩埚冷却铸锭中Y2O3颗粒的散布很不平均，在铸锭与坩埚交战面包车型的士场所，Y2O3颗粒渗透的深度大约在1mm安排，1mm除外不复有会合的洪量Y2O3颗粒。到铸锭里面1cm安排时，显微构造中已查看不到鲜明的Y2O3颗粒。动作Y2O3坩埚在真空感触熔炼熔炼上面的胜利运用，正文结果接洽了Nb-16Si-22Ti-2Al-2Hf-17Cr非金属间复合物在真空感触熔炼进程中与消费用Y2O3坩埚径直爆发的彼此效率。在试验进程中，Y2O3展现出了精巧的热力学宁静性。试验截止表白Y2O3大概不会溶于Nb-Si熔体中；铸锭中O元素的减少特殊少(0.03-0.04 at%或 72-97 ppm)，且不妨经过遏制Y2O3坩埚的品质而贬低。在高达250-300℃的过热度下，熔炼进程中没有爆发熔体传染局面，且铸锭的因素与原始的电弧母锭特殊逼近，这是感触熔炼本领的最大便宜。铸锭的构造由Nb5Si3, NbSS 和 Cr2Nb形成，为典范的铸态Nb-Si构造；铸锭的显微构造中没有创造因为坩埚遭到板滞腐蚀加入熔体的陶瓷颗粒。在随坩埚冷却Nb-Si铸锭上层创造了由Y2O3与HfO2爆发固溶反馈天生的氧化学物理薄层。按照之上重要论断，Y2O3坩埚实用于真空感触熔炼制备Nb-Si基非金属间复合物并为近净尺寸Nb-Si铸件的消费供给了一个新的制备平台。

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