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循环热处理对TiAl基合金组织与性能的影响

通过可行性分析、模拟试验和感应热处理试验,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和室温压缩试验等手段,系统研究了快速加热循环热处理对TiAl基合金显微组织和室温力学性能的影响,得到以下主要结论。1)循环热处理正交试验(L_(16)(4~5))表明:根据不同热处理条件(加热速度υ_h=25~100℃/s,保温温度θ=1310~1340℃,保温时间t=2~5min,冷却速度υ_c=20~160℃/s,循环次数n=1~7),可获得4种不同类型的显微组织,即典型层片组织,细小层片、较粗层片及块状相混合组织,细小近层片组织,块状组织;在上述试验参数范围内,当加热速度低于25℃/s,且保温湿度低于1310℃或循环次数小于3时,TiAl基合金仅发生层片粗化或少量形核。由极差分析可知,加热速度、保温温度、保温时间、冷却速度和循环次数对硬度值的影响按从大到小排列的顺序为:υ_h;t,θ,υ_c,n,其中加热速度对硬度的影响最大。2)加热  (本文共147页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
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热处理对TiAl基合金组织与性能的影响

TiAl基金属间化合物是一种新型的轻质高温结构材料,比重不到镍基高温合金的50%,具有高的比强度、高的比刚度、良好的耐腐蚀性、耐磨性、耐高温以及较好的抗氧化和抗蠕变等优点,是替代镍基高温合金的理想材料。在工业应用中,铸造工艺具有经济性和近净成形性的优势,但是铸造TiAl基合金组织粗大,其室温塑性几乎为零,因此只有有效的细化合金组织,提高其综合性能,才能将铸造TiAl基合金应用于高温结构材料。同时关于TiAl基合金工艺-组织-性能关系的研究却比较少,大大限制了TiAl其合金的应用。本文选取了名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb(at%)的第二代TiAl基合金,研究热处理工艺以及微合金化(V元素)对合金组织与性能的影响,找到了一种有效细化铸造TiAl基合金组织的热处理制度,系统的探明了V对铸造TiAl基合金组织与性能的影响,利用循环热处理突破了Ti-48Al-2Cr-2Nb(at%)合金强度与塑性相互制约的瓶颈,建立了Ti-48...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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高铌TiAl基合金热处理组织演化与性能研究

γ-TiAl基合金是一种理想的轻质高温结构材料,具有密度小、比强度高、比刚度高、高温性能好、良好抗氧化和耐蚀性等优点,使用温度高达700~1000 ℃C,应用于航空、航天及船舶等领域。但是,由于其室温塑性差、难加工成形和高温抗氧化性能差等限制了它的广泛应用。本课题是在原有TiAl基合金的基础上.添加较高含量(6~8 at.%)的Nb元素,并添加了 Cr、Mo、W、 B、Si等合金元素,通过均匀化处理和循环热处理使材料在固态转变过程中形成细小均匀的片层组织,从而改善TiAl基合金的室温脆性和高温抗氧化性。本论文研究了合金成分和热处理工艺对组织和性能的影响,研究了合金的热处理组织演化、力学性能、抗氧化性能和耐腐蚀性能。采用真空非自耗钨极氩弧熔炼炉制备高铌TiAl基合金铸锭,显微组织分析表明:合金主要是由α2/γ片层组织组成,沿晶界和晶内析出少量的γ相和B2相,铸态组织中存在成分偏析,组织不均匀。通过改变加热温度、保温时间、冷却方式、...  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨理工大学
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Hf、B合金化及热处理对TiAl基合金组织的影响

为了提高Ti-46Al合金综合力学性能,扩大其应用范围,本文采用Hf、B合金化及热处理的方法研究了Ti-46Al合金细化技术。首先探讨了Hf、B对Ti-46Al合金凝固组织的影响,结果表明:Hf明显细化Ti-46Al二元合金组织,随Hf量的增加,晶粒尺寸减小,当加入7at.%Hf后,晶粒可由二元合金的1mm细化到400μm;Hf对Ti-46Al-0.2B三元合金也有细化作用,随Hf量的增加,晶粒尺寸减小,但Hf加入量超过5at.%时,晶粒尺寸开始出现一定程度的增大。B元素对Ti-46Al-7Hf合金晶粒细化作用非常明显,随B量增加,晶粒尺寸减小,当加入1.0at.% B,合金可细化到100μm。Hf、B的加入一方面可以产生成分过冷,细化合金的枝晶干和一次枝晶;另一方面可促进合金中出现B2相,B2相的增加可以抑制包晶转变中晶粒长大,从而细化组织。其次,研究了淬火-回火热处理工艺参数对Ti-46Al-5Hf合金组织的影响规律,结果表...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
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β型γ-TiAl基合金热变形行为及组织性能研究

TiAl金属间化合物因其具有密度低、熔点高、高温蠕变性能及抗高温氧化性能优异等优点,在近三十年内得到世界各国研究者的广泛关注,成为飞行器发动机的最佳候选材料之一。然而由于其本征脆性,导致该类合金在热塑性加工方面存在颇多问题。一般来说,通过合金化,热处理和热机械加工(如等温锻造,热挤压和轧制等)方式可以获得具有细小片层和良好塑性的TiAl合金。最近,通过添加Mo、W、Nb、V等β稳定元素制备的β型-TiAl合金,由于具有优异的高温变形能力和机加工能力,成为国际上研究的热点之一。本文以新型TiAl合金(Ta-TiAl)为研究对象,基于耗散结构理论,构造该合金的热加工图,分析合金的高温变形行为和变形机制。应用损伤力学理论,研究分析合金在高温变形过程中的开裂机理,从而成功地解决了TiAl合金的挤压开坯开裂的难题,制备出外观完整的大尺寸新型TiAl合金棒材。此外,本文还系统地研究了不同的热处理工艺对新型β型TiAl合金显微组织和显微硬度的...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
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Nb含量对TiAl基合金组织与性能的影响

摘要:TiAl基合金具有较高的高温强度、高温抗氧化性能、抗蠕变性能、比强度、比刚度且密度低等优点而被逐渐应用关于航空航天及汽车发动机领域。γ-TiAl合金因其优异的变形性能而成为目前材料工程和科学领域关注和研究的热点。Nb为p相稳定元素,合金中具有一定含量的p相会促进其高温变形性能,而添加过多Nb元素会形成室温下脆性有序相B2。而关于不同Nb元素含量对TiAl基合金组织性能的影响的研究还比较少。本文采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM).能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段系统地研究了Nb含量Ti-47Al-2Cr-xNb-0.2Mo(at.%)(x=1,3,5,7)合金铸态显微组织和拉伸性能及高温抗氧化性能的影响,并通过热处理工艺优化合金铸态组织和锻态组织。得出以下主要结论:(1)Ti-47A1-2Cr-xNb-0.2Mo(at.%)合金铸锭,其组织为由γ相、α2相与少量p相组成...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>