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近年来围绕“双相构成、功能互补”的氢分离合金设计原则,新型Nb基氢分离合金的开发成为了研究重点。其中,Nb-Ti-Ni 三元氢分离合金具有良好的氢渗透性能与较强的抗氢脆性能,但其氢脆现象仍然很严重。本文通过添加微量的W元素取代合金中的部分Nb,形成新的Nb-W-Ti-Ni四元合金,对其进行SEM,EDS及XRD组织分析及氢溶解与氢渗透测试,探究W元素的加入对合金微观组织和氢渗透性能的影响,开发同时具有良好氢渗透性能与抗氢脆性能的新型氢分离合金。XRD、SEM 与 EDS 结果表明,Nb45-xWxTi27.5Ni27.5(x=0,5,10)与Nb56-WxTi23Ni21(x=0,5,10,15)合金均为初生相bcc-Nb加共晶相的双相结构。其中Nb45系三种合金与Nb56Ti23Ni21、Nb51W5Ti23Ni21合金的共晶相均为二元共晶相(bcc-Nb+B2-TiNi),而 Nb46W1oTi23Ni21、Nb41W15Ti23Ni21 合金的共晶相出现了两相分离的离异共晶现象。添加的W元素完全固溶于初生相bcc-Nb中,W元素的添加使得合金初生相的二次枝晶臂变得不发达并逐渐消失。氢溶解实验结果表明,在Nb-Ti-Ni三元合金中添加W元素可以有效的降低其氢溶解度,并随添加W元素含量的增加合金的氢溶解度越低。此外,氢原子在合金中的溶解过程为放热反应,因此合金的温度越高其氢溶解度越低。氢渗透测试结果表明,在Nb45-xWxTi27.5Ni27.5(x=0,5,10)三种合金中,添加5%含量的W元素可以提高在低温条件下合金的氢渗透性能与扩散系数,降低其在高温条件下的氢渗透性能,而扩散系数与基础合金相近,当W元素含量增加到10%时,会明显降低合金的氢渗透性能与扩散系数。在Nb56-xWxTi23Ni21(x=0,10,15)三种合金中,Nb56Ti23Ni21合金在具有优异的氢渗透性能的同时其抗氢脆性能较差,而在其加入10%含量的W元素后可以有效提高合金的氢渗透系数、扩散系数与抗氢脆性能,W元素含量增加到15%时,Nb41W15Ti23Ni21合金的氢渗透性能与扩散系数虽低于基础合金Nb56Ti23Ni21,但该合金具有更好的抗氢脆性能。因此,可以认为Nb56系中的Nb41W15Ti23Ni21具有较好的综合性能。