TiB₂纳米增强合金

定向凝固强各向异性

快速定向凝固制备的含TiB₂纳米颗粒的Ni₆₀Cr₂₁Fe₁₉合金，其凝固方向的抗拉强度显著高于垂直方向，为各向异性承载部件提供了新选择。

Jin, Wang · 江五贵 · Chenxi, Hu

Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2024

参数信息

平均形核率

2.55×10³⁴ m⁻³·s⁻¹

位错密度

1.0×10¹⁶ m⁻²

技术优势

形核率翻倍

TiB2纳米颗粒作为异质形核基底，使平均形核率从1.27×10³⁴提升至2.55×10³⁴ m⁻³·s⁻¹，晶粒得到细化。

高温位错密度

凝固组织保持高达10¹⁶ m⁻²的位错密度，为后续变形提供大量可动位错，有助于提升强度。

凝固方向更强

快速定向凝固赋予组织各向异性，使得凝固方向的抗拉强度显著高于垂直方向。

应用场景

• 高温合金：用于高温承载部件，利用其高强度和各向异性设计定向强化结构。
• 航空发动机：制造涡轮叶片等定向受载零件，使受力方向与凝固方向一致以发挥更高强度。
• 定向承载结构：直接用于只需单向高强度的结构件，垂直方向要求较低。
• 高超声速热防护：作为热防护结构材料，利用各向异性优化热应力分布。