Tungsten-based bcc-superalloys
Tungsten-based bcc-superalloys
复制标题
钨基 bcc 高温合金
DOI：
10.1016/j.apmt.2021.101014
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发表时间：
2021
影响因子：
8.3
通讯作者：
Knowles A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Knowles A
从核能到火箭和喷气发动机的应用都由先进的高温材料支撑。虽然目前的技术水平，但目前的镍基超合金的性能基本上限于Ni的熔点，Tm = 1455 ° C。在这里，我们开发了一种类似的高温合金概念，但通过过渡到体心立方钨基，具有上级高温能力，Tm = 3422 ° C。该策略涉及通过β′ TiFe金属间化合物增强bcc β-W，这导致在1000 ℃下500 MPa的令人印象深刻的高温压缩强度。这种体心立方高温合金的设计方法具有更广泛的适用性，其他体心立方合金基地，包括钼，钽，铌，以及耐火金属高熵合金（RHEAs）。通过对相平衡、热力学模型、表征和力学性能的研究，我们证明了三元W-Ti-Fe钨基体心立方高温合金作为一类新的高温材料的能力。
Applications from nuclear energy to rockets and jet engines are underpinned by advanced high temperature materials. Whilst state of the art, the performance of current nickel-based superalloys is fundamentally limited to Ni’s melting point, T m= 1455∘ C. Here, we develop an analogous superalloy concept but with superior high temperature capability by transitioning to a bcc tungsten base, T m= 3422∘ C. This strategy involves reinforcing bcc β-W by β′ TiFe intermetallic compound, which results in impressive high temperature compressive strengths of 500 MPa at 1000∘ C. This bcc-superalloy design approach has wider applicability to other bcc alloy bases, including Mo, Ta, and Nb, as well as to refractory-metal high entropy alloys (RHEAs). By investigation of the underlying phase equilibria, thermodynamic modelling, characterisation and mechanical properties, we demonstrate the capability of ternary W-Ti-Fe tungsten-based bcc-superalloys as a new class of high temperature materials.
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