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CN115216656A - 超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置及方法 - Google Patents

超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置及方法 Download PDF

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CN115216656A
CN115216656A CN202210644614.8A CN202210644614A CN115216656A CN 115216656 A CN115216656 A CN 115216656A CN 202210644614 A CN202210644614 A CN 202210644614A CN 115216656 A CN115216656 A CN 115216656A
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CN
China
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alloy
ultrasonic
rod
smelting furnace
arc
Prior art date
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Application number
CN202210644614.8A
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陈瑞润
王墅
王琪
陈德志
王亮
苏彦庆
郭景杰
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Harbin Institute of Technology Shenzhen
Original Assignee
Harbin Institute of Technology Shenzhen
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Abstract

本发明属于超声处理高温合金材料技术领域，涉及一种超声处理改变Nb‑Si合金韧性相形态的装置及方法，包括电弧控制器、电弧枪控制杆、熔炼炉、坩埚、电弧枪、非接触式超声震动设备、抽真空机构和保护气加压机构，所述电弧控制器设置在熔炼炉上方，且所述电弧控制器通过电源连接线与控制柜连接；所述电弧枪控制杆的顶端与电弧控制器相连接，所述电弧枪控制杆的底端伸入熔炼炉内。本发明能够实现高温合金的连续超声振动处理，减小组织粗大，同时改变Nb‑Si合金韧性相形态提高断裂韧性的方法，获得近球形的韧性相Nb‑Si铸锭，有利于Nb‑Si合金断裂韧性的提升。

Description

超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置及方法
技术领域
本发明属于超声处理高温合金材料技术领域，涉及一种超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置及方法。
背景技术
Nb-Si合金具有高熔点、高熔密商、抗蠕变、抗氧化等优点，在航空、航天领域具有较大的应用前景，可作为新一代航空发动机叶片的替代材料之一。与镍基高温合金相比，Nb-Si基合金的高熔点及适中的密度可满足更高的涡轮使用温度要求，有利于发动机推重比的提高。但目前其断裂韧性较低，无法满足工业加工需求，限制Nb-Si基合金在航空航天领域的发展。
现有的Nb-Si基合金具有韧脆两相，韧性相的形态及比例严重影响Nb-Si基合金的断裂韧性，目前电弧熔炼等制备Nb-Si基合金的方法获得的铸锭组织粗大，韧性相呈长条状，韧脆两相协同变形能利差，对断裂韧性不利。
发明内容
发明目的
本发明要解决的技术问题是克服电弧熔炼中铸锭组织粗大，韧性相形貌不利于韧脆两相协同变形且断裂韧性低的问题，提供一种超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置及方法，进而改变Nb-Si合金韧性相形态，提高断裂韧性，获得近球形的韧性相Nb-Si铸锭。
技术方案
一种超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置，包括电弧控制器、电弧枪控制杆、熔炼炉、坩埚、电弧枪、非接触式超声震动设备、抽真空机构和保护气加压机构，所述电弧控制器设置在熔炼炉上方，且所述电弧控制器通过电源连接线与控制柜连接；所述电弧枪控制杆的顶端与电弧控制器相连接，所述电弧枪控制杆的底端伸入熔炼炉内；
所述电弧枪的一端与电弧枪控制杆的底端相连接，所述电弧枪的另一端穿过导入通道，且电弧枪的钨极位于坩埚的上方；所述抽真空机构与熔炼炉相连通；所述非接触式超声震动设备包括超声波发生器、超声发生杆和超声探头，所述超声波发生器设置在熔炼炉的下方，所述超声发生杆的底端设置在超声波发生器上，所述超声发生杆的顶端穿入熔炼炉内，所述超声探头设置超声发生杆的顶端，并与坩埚的底部相靠接；所述保护气加压机构与熔炼炉相连通，所述电弧枪与电弧控制器电性连接。
作为上述方案的进一步描述，所述坩埚为水冷坩埚，坩埚通过支撑底座设置在熔炼炉内；还包括驱动电机，所述驱动电机设置在电弧控制器内；所述电极控制杆包括外套杆、伸缩杆和中心杆，所述外套杆的顶端与电弧控制器连接，外套杆的底端与熔炼炉顶壁固定连接；所述伸缩杆的直径小于外套杆，且伸缩杆的外径与外套杆的内壁之间具有空腔，伸缩杆的底端伸入进熔炼炉内；所述中心杆的一端与驱动电机驱动连接，且中心杆与伸缩杆的内壁螺纹连接，所述电弧枪设置在伸缩杆的底端；所述坩埚为水冷铜坩埚，坩埚通过支撑底座设置在熔炼炉内。
作为上述方案的进一步描述，所述熔炼炉与超声发生杆通过密封组件连接，所述密封组件包括固定件和密封件，所述固定件与超声发生杆螺纹连接，所述固定件底部具有多个凸块，所述熔炼炉的底板上开设有超声发生杆连接孔，且在熔炼炉的内底板上还设有与凸块相匹配的卡槽；所述超声发生杆通过凸块设置在熔炼炉的内底板上；所述密封件与套设在超声发生杆上，所述密封件具有螺纹连接部和密封部，所述螺纹连接部伸入与超声发生杆连接孔内，并与超声发生杆螺纹密封连接；所述密封部设置在螺纹连接部的底部，并与熔炼炉的底板外部相贴合，在所述密封部迎向熔炼炉的一侧设置有密封垫，且所述密封部的外径大于超声发生杆连接孔的直径。
一种使用上述的超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，包括以下步骤：
步骤1：将Nb-Si合金成分按照原子百分比进行配比，其中合金主要元素为70～76at.％Nb元素、3～15at.％Si元素，10～22at.％Ti元素及3～5at.％高熔点微量元素；
步骤2：将Nb-Si合金放置在坩埚内，并将电弧枪的钨级调至能够引弧的位置；开启抽真空机构，然后开启保护气加压机构，将熔炼炉内真空度保持在0.05MPa，利用电弧枪将Nb-Si合金熔化至熔融状态；并采用非接触式超声震动设备对坩埚内的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭进行超声处理，获得超声处理后的铸锭；
步骤3：对超声处理后的铸锭进行断裂韧性测试。
作为上述方案的进一步描述，所述步骤2的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭在超声处理后的韧性相形态为近球形。
作为上述方案的进一步描述，所述步骤2亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭放置于坩埚中，并采用电弧枪加热重熔，待亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后，通过坩埚底部与超声波探头贴合，间接引入超声波，对亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后的熔融金属液进行超声处理。
作为上述方案的进一步描述，所述步骤3断裂韧性测试的试样为三点弯矩试样，所述弯矩试样在铸锭的底部通过线切割进行取样。
作为上述方案的进一步描述，所述步骤2，采用电弧控制器完成电弧枪的电弧调控，在超声处理铸锭液相区时，电弧枪的电弧电流不小于350A且不大于500A；在超声处理铸锭糊状区时，电弧枪的电弧电流不小于250A且小于350A；所述超声杆频率为20kHz，功率为20kW，超声处理时间为20s～400s。
作为上述方案的进一步描述，所述步骤2中超声处理的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后的熔融金属液，其温度大于等于熔融金属液的液相线100℃。
作为上述方案的进一步描述，所述高熔点微量元素为Ta。
优点及效果
1.本发明能够实现高温合金的连续超声振动处理，减小组织粗大，同时改变Nb-Si合金韧性相形态提高断裂韧性的方法，获得近球形的韧性相Nb-Si铸锭，提高了Nb-Si合金断裂韧性。
2.本发明通过超声处理促进惰性共析反应发生，有利于提高韧性。
3.本发明通过水冷铜坩埚可以处理高熔点合金，实现无污染制备。
附图说明
图1为本发明实施例超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的熔炼炉的结构示意图；
图3为本发明实施例的电极控制杆的结构示意图；
图4为图2中A部的局部放大图；
图5为本发明的工艺流程图；
图6为本发明实施例1的Nb-Si基合金的铸态及超声态的组织图；
图7为本发明实施例1和2的断裂韧性。
附图标记说明：
1-电弧控制器；2-电弧枪控制杆；3-电弧枪；4-熔炼炉；5-坩埚；6-超声波探头7-超声发生杆；8-超声波发生器；9-抽真空机构；10-保护气加压机构；11-电源连接线；12-密封组件；1201-固定件；1202-密封件；13-控制柜。
具体实施方式
一种超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置，包括电弧控制器1、电弧枪控制杆2、熔炼炉4、坩埚5、电弧枪3、非接触式超声震动设备、抽真空机构9和保护气加压机构10所述电弧控制器1设置在熔炼炉4上方，且电弧控制器1通过电源连接线11与控制柜13连接；电弧枪控制杆2的顶端与电弧控制器1相连接，电弧枪控制杆2的底端伸入熔炼炉4内；
电弧枪3的一端与电弧枪控制杆2的底端相连接，电弧枪3的另一端穿过导入通道，且电弧枪3的钨极位于坩埚5的上方；抽真空机构9与熔炼炉4相连通；非接触式超声震动设备包括超声波发生器8、超声发生杆7和超声探头6，超声波发生器8设置在熔炼炉4的下方，超声发生杆7的底端设置在超声波发生器8上，超声发生杆7的顶端穿入熔炼炉4内，超声探头6设置超声发生杆7的顶端，并与坩埚5的底部相靠接；保护气加压机构10与熔炼炉4相连通，电弧枪3与电弧控制器1电性连接。
本发明实施例的坩埚5为水冷坩埚，坩埚5通过支撑底座设置在熔炼炉4内；还包括驱动电机21，驱动电机21设置在电弧控制器1内；电极控制杆2包括外套杆24、伸缩杆23和中心杆22，外套杆24的顶端与电弧控制器1连接，外套杆24的底端与熔炼炉4顶壁固定连接；伸缩杆23的直径小于外套杆24，且伸缩杆23的外径与外套杆24的内壁之间具有空腔，伸缩杆23的底端伸入进熔炼炉4内；中心杆22的一端与驱动电机21驱动连接，且中心杆22与伸缩杆23的内壁螺纹连接，电弧枪3设置在伸缩杆23的底端；本发明实施例的坩埚7为水冷坩埚，水冷坩埚具有坩埚进水管501和坩埚出水管502，坩埚5通过支撑底座设置在熔炼炉4内。本发明通过外套杆24将电弧控制器1固定在熔炼炉5上方，并通过驱动电机21与伸缩杆23的配合来控制电弧枪6的钨极与待熔炼金属的距离，这种设计各部件之间可单独拆卸、维修，便于后期维护，提高了设备的实用性；另外，本发明实施例的水冷铜坩埚可以处理高熔点合金，实现无污染制备。
本发明实施例的熔炼炉4与超声发生杆通过密封组件12连接，密封组件12包括固定件1201和密封件1202，固定件1201与超声发生杆7螺纹连接，固定件1201底部具有多个凸块，熔炼炉4的底板上开设有超声发生杆连接孔，且在熔炼炉4的内底板上还设有与凸块相匹配的卡槽；超声发生杆7通过凸块设置在熔炼炉4的内底板上；密封件1202与套设在超声发生杆7上，密封件1202具有螺纹连接部和密封部，螺纹连接部伸入与超声发生杆连接孔内，并与超声发生杆7螺纹密封连接；密封部设置在螺纹连接部的底部，并与熔炼炉4的底板外部相贴合，在密封部1202迎向熔炼炉4的一侧设置有密封垫，且密封部1202的外径大于超声发生杆连接孔的直径。这种设计能够通过密封件1202和固定件1201固定超声发生杆的位置，并且也保证了密封件1202和熔炼炉5底部的紧密贴合，从而保证了熔炼炉4内部的密封。
一种使用上述的超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，包括以下步骤：
步骤1：将Nb-Si合金成分按照原子百分比进行配比，其中合金主要元素为70～76at.％Nb元素、3～15at.％Si元素、10～22at.％Ti元素及3～5at.％高熔点微量元素；
步骤2：将Nb-Si合金放置在坩埚5内，并将电弧枪3的钨级调至能够引弧的位置；开启抽真空机构9，然后开启保护气加压机构10，将熔炼炉4内真空度保持在0.05MPa，利用电弧枪3将Nb-Si合金熔化至熔融状态；并采用非接触式超声震动设备对坩埚5内的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭进行超声处理，获得超声处理后的铸锭；
步骤3：对超声处理后的铸锭进行断裂韧性测试。
在亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭经过超声处理后，韧性相形态为近球形。
步骤3：对超声处理后的铸锭进行断裂韧性测试。
在上述的步骤2亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭放置于坩埚5中，并采用电弧枪3加热重新熔化，待亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后，通过坩埚5底部与超声波探头6贴合，间接引入超声波，对亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后的熔融金属液进行超声处理。
在上述步骤3断裂韧性测试的试样为三点弯矩试样，弯矩试样在铸锭的底部通过线切割进行取样。由于超声在金属中会衰减，本发明的断裂韧性试样取样贴近铸锭底部，这样可以更好获取超声细化后的组织。
在上述的步骤2，采用电弧控制器1完成电弧枪3的电弧调控，在超声处理铸锭液相区时，电弧枪3的电弧电流不小于350A且不大于500A；在超声处理铸锭糊状区时，电弧枪3的电弧电流不小于250A且小于350A；所述超声杆频率为20kHz，功率为20kW，超声处理时间为20s～400s。
本发明步骤2中超声处理的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后的熔融金属液，其温度大于等于熔融金属液的液相线100℃。
本发明实施例中所指的高熔点微量元素为Ta。
实施例1：
一种使用上述的超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法：
步骤1：将Nb-Si合金成分按照原子百分比进行配比，其中合金主要元素为70at.％Nb元素、3at.％Si元素、22at.％Ti元素及5at.％高熔点微量元素；
步骤2：将Nb-Si合金放置在坩埚5内，并将电弧枪3的钨级调至能够引弧的位置；开启抽真空机构9，然后开启保护气加压机构10，将熔炼炉4内真空度保持在0.05MPa，利用电弧枪3将Nb-Si合金熔化至熔融状态；并采用非接触式超声震动设备对坩埚5内的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭进行超声处理，在超声处理铸锭液相区时，电弧枪3的电弧电流为350A；在超声处理铸锭糊状区时，电弧功率为250A；所述超声杆频率为20kHz，功率为20kW，超声处理时间为400s，获得超声处理后的铸锭。在亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭经过超声处理后，韧性相形态为近球形。
步骤3：对获得的超声合金铸锭进行断裂韧性测试，断裂韧性可提高69％。
实施例2：
一种使用上述的超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法：
步骤1：将Nb-Si合金成分按照原子百分比进行配比，其中合金主要元素为76at.％Nb元素、4at.％Si元素、16at.％Ti元素及4at.％高熔点微量元素；
步骤2：将Nb-Si合金放置在坩埚5内，并将电弧枪3的钨级调至能够引弧的位置；开启抽真空机构9，然后开启保护气加压机构10，将熔炼炉4内真空度保持在0.05MPa，利用电弧枪3将Nb-Si合金熔化至熔融状态；并采用非接触式超声震动设备对坩埚5内的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭进行超声处理，在超声处理铸锭液相区时，电弧枪3的电弧电流为500A，在超声处理铸锭糊状区时，电弧电流为350A；所述超声杆频率为20kHz，功率为20kW，超声处理时间为20s，获得超声处理后的铸锭，在亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭经过超声处理后，韧性相形态为近球形。
步骤3：对获得的超声合金铸锭进行断裂韧性测试，断裂韧性可提高52％。
实施例3：
一种使用上述的超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法：
步骤1：将Nb-Si合金成分按照原子百分比进行配比，其中合金主要元素为72at.％Nb元素、15at.％Si元素、10at.％Ti元素及3at.％高熔点微量元素；
步骤2：将Nb-Si合金放置在坩埚5内，并将电弧枪3的钨级调至能够引弧的位置；开启抽真空机构9，然后开启保护气加压机构10，将熔炼炉4内真空度保持在0.05MPa，利用电弧枪3将Nb-Si合金熔化至熔融状态；并采用非接触式超声震动设备对坩埚5内的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭进行超声处理，在超声处理铸锭液相区时，电弧枪3的电弧电流为400A，在超声处理铸锭糊状区时，电弧电流为300；所述超声杆频率为20kHz，功率为20kW，超声处理时间为200s，获得超声处理后的铸锭，在亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭经过超声处理后，韧性相形态为近球形。
步骤3：对获得的超声合金铸锭进行断裂韧性测试，断裂韧性可提高60％。
图6(a)为本发明实施例2中未经超声波熔体处理Nb-16Si-22Ti合金显微组织，图6(b)为本发明实施例2中经过超声波熔体处理Nb-16Si-22Ti合金显微组织，可以看出，利用本发明的超声波熔体处理装置和方法制备的Nb-16Si-22Ti合金中显微组织明显均匀细化，白色Nbss由长条状变为球状，其中，图中最大Nbss相长径比由图6(a)中的4减小至图6(b)中的1。图6(a)中的Nb3Si相经过超声处理后，惰性共析反应发生，分解为γ-Nb5Si3由此可知，本发明的真空超高温超声辅助熔炼装置可显著细化Nb-Si合金组织并实现韧性相球化，经超声处理后，惰性共析反应发生。
由图7为本发明实施例2中的Nb-Si合金的断裂韧性，实施例1的Nb-Si-Ti合金，未经超声处理的断裂韧性为6.42MPa·m1/2，经超声处理后的断裂韧性为10.86MPa·m1/2，断裂韧性提升69％，实施例2的Nb-Si-Ti-Ta合金经过超声处理，未经超声处理的断裂韧性为6.42MPa·m1/2，经超声处理后的断裂韧性为9.63MPa·m1/2，提升52％。由此可知，本发明的真空超高温超声辅助熔炼装置可显著提升Nb-Si合金的断裂韧性。
本发明制备方案可以用感应加热代替电弧加热，以达到更高的温度。本制备方案同样适用于Ti基合金、Ni基合金等包含韧脆两相的高温合金。
以上实施例仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置，其特征在于，包括电弧控制器(1)、电弧枪控制杆(2)、熔炼炉(4)、坩埚(5)、电弧枪(3)、非接触式超声震动设备、抽真空机构(9)和保护气加压机构(10)所述电弧控制器(1)设置在熔炼炉(4)上方，且所述电弧控制器(1)通过电源连接线(11)与控制柜(13)连接；所述电弧枪控制杆(2)的顶端与电弧控制器(1)相连接，所述电弧枪控制杆(2)的底端伸入熔炼炉(4)内；
所述电弧枪(3)的一端与电弧枪控制杆(2)的底端相连接，所述电弧枪(3)的另一端穿过导入通道，且电弧枪(3)的钨极位于坩埚(5)的上方；所述抽真空机构(9)与熔炼炉(4)相连通；
所述非接触式超声震动设备包括超声波发生器(8)、超声发生杆(7)和超声探头(6)，所述超声波发生器(8)设置在熔炼炉(4)的下方，所述超声发生杆(7)的底端设置在超声波发生器(8)上，所述超声发生杆(7)的顶端穿入熔炼炉(4)内，所述超声探头(6)设置超声发生杆(7)的顶端，并与坩埚(5)的底部相靠接；所述保护气加压机构(10)与熔炼炉(4)相连通，所述电弧枪(3)与电弧控制器(1)电性连接。
2.根据权利要求1所述的超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置，其特征在于：所述坩埚(5)为水冷坩埚，坩埚(5)通过支撑底座设置在熔炼炉(4)内；还包括驱动电机(21)，所述驱动电机(21)设置在电弧控制器(1)内；所述电极控制杆(2)包括外套杆(24)、伸缩杆(23)和中心杆(22)，所述外套杆(24)的顶端与电弧控制器(1)连接，外套杆(24)的底端与熔炼炉(4)顶壁固定连接；所述伸缩杆(23)的直径小于外套杆(24)，且伸缩杆(23)的外径与外套杆(24)的内壁之间具有空腔，伸缩杆(23)的底端伸入进熔炼炉(4)内；所述中心杆(22)的一端与驱动电机(21)驱动连接，且中心杆(22)与伸缩杆(23)的内壁螺纹连接，所述电弧枪(3)设置在伸缩杆(23)的底端；所述坩埚(5)为水冷铜坩埚，坩埚(5)通过支撑底座设置在熔炼炉(4)内。
3.根据权利要求2所述的超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置，其特征在于：所述熔炼炉(4)与超声发生杆通过密封组件(12)连接，所述密封组件(12)包括固定件(1201)和密封件(1202)，所述固定件(1201)与超声发生杆(7)螺纹连接，所述固定件(1201)底部具有多个凸块，所述熔炼炉(4)的底板上开设有超声发生杆连接孔，且在熔炼炉(4)的内底板上还设有与凸块相匹配的卡槽；所述超声发生杆(7)通过凸块设置在熔炼炉(4)的内底板上；所述密封件(1202)与套设在超声发生杆(7)上，所述密封件(1202)具有螺纹连接部和密封部，所述螺纹连接部伸入与超声发生杆连接孔内，并与超声发生杆(7)螺纹密封连接；所述密封部设置在螺纹连接部的底部，并与熔炼炉(4)的底板外部相贴合，在所述密封部(1202)迎向熔炼炉(4)的一侧设置有密封垫，且所述密封部(1202)的外径大于超声发生杆连接孔的直径。
4.一种使用如权利要求3所述的超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将Nb-Si合金成分按照原子百分比进行配比，其中合金主要元素为70～76at.％Nb元素、3～15at.％Si元素、10～22at.％Ti元素及3～5at.％高熔点微量元素；
步骤2：将Nb-Si合金放置在坩埚(5)内，并将电弧枪(3)的钨级调至能够引弧的位置；开启抽真空机构(9)，然后开启保护气加压机构(10)，将熔炼炉(4)内真空度保持在0.05MPa，利用电弧枪(3)将Nb-Si合金熔化至熔融状态；并采用非接触式超声震动设备对坩埚(5)内的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭进行超声处理，获得超声处理后的铸锭；
步骤3：对超声处理后的铸锭进行断裂韧性测试。
5.根据权利要求4所述的使用超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤2的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭在超声处理后的韧性相形态为近球形。
6.根据权利要求4所述的使用超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤2亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭放置于坩埚(5)中，并采用电弧枪(3)加热重熔，待亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后，通过坩埚(5)底部与超声波探头(6)贴合，间接引入超声波，对亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后的熔融金属液进行超声处理。
7.根据权利要求4所述的使用超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤3断裂韧性测试的试样为三点弯矩试样，所述弯矩试样在铸锭的底部通过线切割进行取样。
8.根据权利要求4所述的使用超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤2，采用电弧控制器(1)完成电弧枪(3)的电弧调控，在超声处理铸锭液相区时，电弧枪(3)的电弧电流不小于350A且不大于500A；在超声处理铸锭糊状区时，电弧枪(3)的电弧电流功率不小于250A且小于350A；所述超声杆频率为20kHz，功率为20kW，超声处理时间为20s～400s。
9.根据权利要求6所述的使用超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤2中超声处理的亚共晶Nb-Si基合金钮扣锭熔化后的熔融金属液，其温度大于等于熔融金属液的液相线100℃。
10.根据权利要求4所述的使用超声处理改变Nb-Si合金韧性相形态的装置处理Nb-Si合金的方法，其特征在于：所述高熔点微量元素为Ta。
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