铌钨铪高温合金合成方案

随着我国航空航天事业的蓬勃发展，对新一代航空器的一些关键材料提出的要求是有适当的密度，既在1200℃～1400℃的高温下具有一定的强度，又要求在室温下有足够的塑性和韧性，新型的超高温材料的开发是摆在我国材料科技工作者面前的紧迫任务。

目前，在高温领域使用最成熟和最广泛的Ni基超合金的最高工作温度为1050℃～1150℃，该温度已达到Ni基超合金熔点的80％～85％。为了满足1200℃～1400℃的温度范围航天器的高温强度和室温塑性的服役条件，我国仍不断开发难熔金属基的新型超高温合金材料。

过度族难熔金属铌是一种具有高熔点(2467℃)、适当的密度(8.55g/cm3)、 良好的室温韧性和易于合金化的金属元素，是最有希望在超高温领域应用的金属材料。在铌中添加与之有较大原子尺寸差异和高熔点的铪和钨元素形成单相固溶体， 应用多元固溶强化的设计思想可提高铌基合金的高温力学性能又能保持铌基固溶体良好的室温塑性，可以作为航空器在1200℃～1400℃范围内使用的高温结构材料，能满足高温强度和室温塑性相平衡的需求。铌钨铪高温合金材料可采用以下方案合成：

(1)按成份配比称取纯度为99.99％的铌Nb，纯度为99.99％的钨W和纯度为99.99％的铪Hf；

(2)将上述称取的铌、钨和铪原料放入非自耗真空电弧炉内，抽真空至 1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，充入高纯氩气至1.01×10⁵Pa，然后在2000℃～2200℃ 熔炼成铌钨铪高温合金锭材；

(3)将上述制得的铌钨铪高温合金锭材放入真空热处理炉内进行热处理，在真空度1×10^-3Pa～5×10^-3Pa，热处理温度1700℃下保温48小时后，随炉冷却， 即得到单相的铌钨铪高温合金材料。

单相铌钨铪高温合金材料的优点：在铌基础上，应用多元合金化和固溶强化的原则，通过添加与Nb有较大原子尺寸差异和高熔点的铪和钨元素既提高的高温力学性能，又保持了单相铌固溶体良好的室温塑性。这类合金密度为9.7～10.8g/cm³，接近Ni基超合金的密度(约为8g/cm³)，远低于Ir基高温合金的密度(19～22g/cm3)，具有良好的高温强度和室温塑性的配合，适合用于对强度要求高的高温静力场合。

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