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TiAl基合金的组织超塑性研究

TiAl基合金因其具有高的比强度、比刚度,以及较好的高温抗蠕变、抗氧化性能等优点,引起了国内外学者的广泛关注。但这类材料具有本质脆性,一般难以加工成形,阻碍了其实用化。在超塑性状态下成形是目前解决TiAl基合金成形最为有效的方法之一。为此,本文开展了TiAl基合金的超塑性研究工作。首先,采用快速包套锻热机械处理和非晶晶化法两种工艺制备了细晶TiAl基合金,为超塑性变形提供条件;然后深入、系统地研究了TiAl基合金锻态变形组织、锻态双态组织的拉伸超塑性性能和粉末冶金态组织的压缩超塑性性能,包括力学性能和显微组织演变;分析了TiAl基合金的超塑性变形机理;并对超塑性变形过程中的孔洞行为与断裂机理进行了研究。快速包套锻热机械处理和非晶晶化法分别是制备细晶TiAl基合金的有效IM(铸锭冶金)和PM(粉末冶金)方法。采用终锻温度为950℃的三步快速包套锻热机械处理工艺,得到了晶粒尺寸约为0.6μm的亚微米级TiAl基合金。对于铸造TiAl  (本文共171页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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有代表性的金属间化合物超塑性的研究

本人在硕士阶段的培养是根据宋玉泉教授的“科、教、产”一体化的培养模式进行的。“科”是指研究生的论文要与科学研究密切配合,本人的论文工作是按照导师宋玉泉教授在超塑性研究领域,要进一步开拓和深化的需要,开展金属间化合物的研究,与吉林大学超塑性与塑性研究所的国家自然科学基金资助项目“增高陶瓷材料超塑性的新方法及其典型超塑性材料的对比研究”同属于现代先进材料(硬脆性材料领域)的重要研究内容;“教”是指人才培养,本人通过研一和研二的学习,阅读了大量相关文献,并通过具体查询,选取了NiAl、Ni3Al、TiAl和Ti3Al基金属间化合物,介绍其脆性和增韧方法,分析其脆性的本质原因及其增韧机理,总结国内外其超塑性试验的试验依据、试验规律和试验方法,并对其宏观试验和微观形貌进行了对比分析,将宏观与微观相衔接;“产”是指论文的研究成果对生产力的发展要有所贡献。我的研究生论文工作主要是承接我的师姐胡萍同志为本所关于金属间化合物的研究所做的前期准备工...  (本文共157页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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结构金属间化合物的国内外研究分析及其超塑性的研究

超塑性是具有点阵结构的材料的普遍潜在属性,是材料变形失稳后能重新建立起的稳定的变形过程,其微观物理过程主要是晶界行为,晶界的滑移、迁移和移位。超塑性的实现是材料的内在条件和外在条件相协调的结果。先进的超塑材料,有陶瓷、金属间化合物、铝锂合金等。金属间化合物由金属元素与类金属元素形成,原子长程有序排列,原子间金属键及共价键共存,可同时兼顾金属的较好塑性和陶瓷的高温强度,是一类低密度、高熔点、性质介于金属与陶瓷之间的有序结构化合物,是航空、航天、交通运输、化工、机械等工业部门的重要结构材料和半导体、磁性、储氢、超导等方面的功能材料。金属间化合物作为结构材料的基本特色是在室温下有高的比强度,且高温也能保持。近十多年来,先进工业国家,如美、日、欧洲诸国都制定了全国性的研究计划发展金属间化合物,特别重视发展一种介于Ni基高温合金和高温陶瓷材料之间的高温结构材料,以便在温度和机械性能上都能填充Ni基高温合金和高温陶瓷材料之间的空隙。金属间化...  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

等温锻造Ti-44Al-4Nb-2.2Cr金属间化合物微观组织演变与力学性能研究

TiAl基合金具有低密度、高比强度、高比刚度等优异的高温综合性能,在航空航天发动机制造中,有望替代密度较大的镍基合金。但TiAl基合金原始显微组织粗大、室温塑形低、高温难加工等诸多不利因素制约着其实用化进程。本文采用三次真空自耗电弧熔炼技术制备Ti-44Al-4Nb-2.2Cr合金铸锭,并进行均匀化退火和热等静压处理;在不同温度下保温8h,观察分析合金热处理态样品的组织,进而研究其和相变化规律;合金高温压缩热模拟实验在Gleeble1500模拟机上进行,实验变形参数为在950-1200℃、1-0.001s-1;根据实验结果,进行多向等温锻造细化合金晶粒,并通过高温拉伸测试其力学性能。本文重点研究了Ti-44Al-4Nb-2.2Cr合金的等温锻造过程中组织演变及高温力学性能变化规律、细晶锻坯的超塑性变形行为。热等静压态Ti-44Al-4Nb-2.2Cr合金团簇层片组织较大,晶粒尺寸约为50-60μm,在层片界面含有分布不均匀的Y2...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京科技大学
北京科技大学

高Nb-TiAl合金板材制备及组织性能研究

为满足超音速飞行器、未来涡轮发动机和壳体热防护系统对800~1000℃使用的轻质高强合金薄材的迫切需求,TiAl合金板材的制备至关重要。基于此,本文探索出两种新型高Nb-TiAl合金板材的制备工艺-箔箔冶金法和冶金铸锭直接包套热轧,并对Ti/Al箔材之间的反应行为、铸态高Nb-TiAl合金热变行为、显微组织和力学性能进行了系统的研究。同时,还对热轧近γ组织的高Nb-TiAl合金的超塑性行为进行了研究。主要研究成果包括以下几个方面:(1)利用热压烧结的Ti/Al叠层材料系统研究了不同阶段Ti/AI箔材之间反应行为。研究结果表明,通过固相Ti和液相Al之间的反应,Ti/Al微叠层能够完全转变为Ti/TiAl3叠层:随后在高温反应退火过程中,伴随着中间过渡相TiAl2和Ti2Al5的同时形成与相继消失,Ti/TiAl3叠层最终转变为Ti3Al/TiAl叠层材料。采用680℃/2h+1200℃/36h+1400℃/24h三步热处理Ti/...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南大学
中南大学

含B2相的TiAl基合金及其低温超塑性的研究

含B2相的γ-TiAl基合金在高温下有良好的变形能力,是一种具有重要应用前景的新型高温材料。本文设计了新型含B2相的Ti-Al-Fe-Mo系合金,系统、深入地研究了TiAl合金体系的成分、结构、组织与性能的相关性,建立了该TiAl合金的凝固过程和不连续动态再结晶诱导超塑性变形的模型,较好地改善了γ-TiAl基合金变形难的问题,并成功制备出TiAl基合金薄板材,为开发具有良好成型性和高温性能的新型TiAl基合金材料提供了重要参考。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针微区分析(EPMA)、差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)等分析手段,开展了相关的研究工作及理论分析,主要探讨含B2相的TiAl基合金三个方面的内容,其中包括B2的形成:研究体系的相平衡与扩散,确定在TiAl基合金中β稳定性元素Mo和Fe的成分与其组织的相关性;B2相的可控性:研究优化设计含B2相的TiAl合金的成分和热处理工艺,调控B2相的含量和分...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>