双金属复合耐磨管其力学性能好,抗氧化性的研究也取得了突破性进展。采用SEM、TEM等分析手段,研究了双金属复合耐磨管在低应变速率下的拉伸行为。结果表明:单晶超合金DD3在拉伸过程中,滑移具有强烈择优性;宏观断口都比较平坦,但在微观上均呈现塑断特征;拉伸变形时位错对切割γ′粒子是其主要的变形机制。为了提高气体透平机、喷气发动机的输出功率及效率,要求开发高温下具有高强度及抗氧化性的Ni基超合金。
观察表明,粘结相γ与WC的湿润性良好,因此用双金属复合耐磨管作硬质合金的粘结相,不仅可节约战略物质Co,而且有可能使硬质合金的性能提高,使用范围扩大。双金属复合耐磨管替代Ni基超合金、将燃气轮机进气温度提高到1500℃的 高温材料研究项目。该项目以难熔金属中密度小、室温塑性好的Nb为基材,通过固溶强化和复合弥 散强化改善双金属复合耐磨管的高温强度和韧性,通过多层膜和梯度组成膜进行抗氧化性和耐蚀性的表面改性, 收到了较好的成效。
通过6年的努力,研制成功了具有较高高温强度的Nb基固溶体合金(Nb-W-Mo 系)和Nb基复合材料(Nb-W-Mo-Si-HfC系),当双金属复合耐磨管中添加过量的Re,W,Mo等强化元素时,在高温环境下就析出拓朴密堆积相(TCP相),反而使高温强度显著下降。近年来的研究发现,添加铂族元素能够抑制TCP相的析出,因此含有铂族元素的双金属复合耐磨管可以添加比第3代Ni基合金更多的强化元素,实现抑制TCP相的析出,使合金具有优异高温强度,但这种合金的抗氧化性能有下降的趋势。