摘要:金属间化合物拥有优异的性能，比如具有很高的高弹性模量，高强度，低密度，良好的抗氧化性和抗腐蚀性，适合在苛刻环境里工作。Ni3Si作为一种金属间化合物具有许多优异的性能，且可以通过合金化改善其脆性。基于此，本文利用粉末冶金法制备不同Ti含量的Ni3Si合金；采用X射线衍射仪分析合金的相组成；采用扫描电子显微镜和超景深显微镜来分析合金的显微组织；利用显微硬度计测量它们的维氏硬度；利用万用材料试验机测试合金的抗压强度。结果表明，制备的纯Ni3Si合金主要由Ni3Si相和Ni31Si12相组成，而添加Ti元素的Ni3(Si,Ti)合金主要由Ni3Si相、Ni31Si12相和Ni3Ti相组成；添加Ti元素后，合金的密度和硬度呈下降趋势。Ni3(Si,Ti)合金的抗压强度随着Ti元素加入呈上升趋势，但是其应变却有所下降，这主要是由于在制备过程中形成了脆性相Ni3Ti，因此其抗压强度升高，而塑性下降。

关键词：Ni3(Si,Ti)合金；粉末冶金法；显微组织：力学性能。

Abstract:Intermetallic compounds have excellent properties, such as high elastic modulus, high strength, low density, good oxidation resistance and corrosion resistance, suitable for working in harsh environments. Ni3Si as an intermetallic compound has many excellent properties, and can improve its brittleness by alloying. Based on this, the Ni3Si alloy with different Ti content was prepared by powder metallurgy method. The phase composition of the alloy was analyzed by X-ray diffractometer. The microstructure of the alloy was analyzed by scanning electron microscope and super-depth microscope. The microstructures of the alloy were measured by microhardness tester Of the Vickers hardness; using a universal testing machine to test the compressive strength of the alloy. The results show that the prepared Ni3Si alloy is mainly composed of Ni3Si phase and Ni31Si12 phase, and Ni3Si alloy with Ti element is mainly composed of Ni3Si phase, Ni31Si12 phase and Ni3Ti phase. After adding Ti element, the density and Hardness showed a downward trend. The compressive strength of Ni3 (Si, Ti) alloy increases with the addition of Ti element, but its strain is decreased, which is mainly due to the formation of brittle phase Ni3Ti in the preparation process, so its compressive strength increases, While plasticity drops.

Keywords: Ni3(Si,Ti) alloy; Powder metallurgy; Microstructure: Mechanical properties.

目 录

第一章 绪论 1

1.1本课题的研究背景 1

1.1.1金属间化合物的性质 1

1.1.2金属间化合物的研究趋势 1

1.1.3Ni3Si的研究方向 1

1.1.4冶炼方法的选择 2

1.2国外的研究进展及存在的问题 5

1.3Ni3Si脆性的改善途径 5

1.3.1合金化处理 5

1.3.2宏合金化 6

1.3.3无序化处理 7

1.3.4细化晶粒 7

1.4Ni3Si特性 7

1.4.1 Ni3Ti的基本性质 7

1.4.2本征脆性 8

1.4.3环境脆性 8

1.5本研究的内容和意义 8

1.5.1研究意义 8

1.5.2研究内容 9

第二章 试验方案及研究方法 10

2.1实验材料 10

2.2实验材料的制备和处理 10

2.3实验所用仪器 11

2.4实验方案 12

2.4.1试样制备和处理流程 12

2.4.2组织观察 13

2.4.3性能测试 13

第三章 数据处理及分析 14

3.1XRD组织分析 14

3.2显微组织分析 16

3.3合金的硬度和密度 18

3.4压缩试验应力应变曲线分析 19

结 论 21

致 谢 22

参考文献 23

第一章 绪论

1.1本课题的研究背景

1.1.1金属间化合物的性质

金属间化合物是一种近年来非常吸引人的材料，因为它有很多吸引人的性质，和别的金属材料有很大的不同，有一些很特殊的性质。金属间化合物具有很高的高弹性模量，抗变形能力出众；抗氧化性，抗腐蚀性很高，适合在比较差的环境里工作；导电能力强，导热性差，相对密度比较低等优异性能[1]。还因为金属间化合物中同时存在共价键与金属键，因而它可以在很高的温度里使用，大约在1100～1400℃左右。然而，金属间化合物与陶瓷相比又具有较低的脆性,从而可以作为在较高环境温度下使用的有金属性质的材料，填补了金属与陶瓷材料之间的空白。金属间化合物的强度在一定范围内是随着温度的升高而升高或保持不变的，而不是相金属那样，强度连续下降，这与一般金属有很大的不同。