秦 蓉，付华栋✉，康永旺，周晓舟，张志豪，谢建新

1) 北京科技大学新材料技术研究院材料先进制备技术教育部重点实验室，北京 100083 2) 北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室，北京 100095✉通信作者，E-mail：hdfu@ustb.edu.cn

航空发动机推重比的增加，对高温合金的承温能力提出了更高要求. 现有镍基单晶高温合金因熔点较低（～1300 ℃）已经达到了承温极限[1–2]，而铌硅基高温合金具有高熔点（大于1750 ℃）、低密度（6.6～7.2 g·cm−3）、较好的高温强度和可加工性等特点，具备发展成为超高温结构材料的基本条件. 采用定向凝固工艺有望进一步提升铌硅基高温合金的性能，为其替代镍基单晶高温合金，发展为可在更高服役温度下使用的新一代航空发动机材料奠定基础.

目前，铌硅基高温合金的研究工作主要集中于合金化元素设计[3–4]、制备工艺[5–6]以及热处理制度研究[7–8]. Guo等[9]研究发现，采用定向凝固工艺制备铌硅基高温合金，可获得NbSS和Nb5Si3相耦合生长、整齐排列的组织，可以显著提高合金的力学性能；他们设计了具有良好力学性能和抗氧化性能的 Nb–18Si–24Ti–2Cr–2Al–2Hf(at%)铌硅合金[10]. 贾丽娜等[11]对定向凝固工艺制备的Nb–14Si–22Ti–2Hf–2Al–4Cr(at%)合金在 1250 ℃ 进行压缩实验表明，与电弧熔炼态试样相比，定向凝固合金的抗压强度σmax和屈服强度σ0.2明显增加.Kang等[12]在1400 ℃下对合金进行了热处理，研究了 Nb–xTi–16Si–3Cr–3Al–2Hf–yZr(at%,x+y= 20)合金经热处理后的室温强度和硬度变化. 上述研究表明，定向凝固组织显著影响合金性能，因此明确凝固工艺对合金组织的影响规律，实现铌硅基高温合金凝固组织精确……