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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>>

《稀有金属材料与工程》2017年09期
稀有金属材料与工程

TiAl基合金定向凝固中领先相的确定及影响因素研究进展

Ti-Al金属间化合物材料因兼具金属材料的韧性和择优取向进行生长时,最终片层取向与生长方向成90o陶瓷材料的高温性能,且其密度不到镍基合金的50%,夹角[12,13]。在领先相为α相的Ti Al合金中,通常采用具有轻质、高比强度、高比刚度、耐蚀、耐磨、耐高温籽晶法控制α相沿其非择优取向(27)1120(29)方向生长,可以及优异的抗氧化性等优点,而成为700~1000℃最佳得到与生长方向平行的片层组织。然而,由于领先相候选高温结构材料[1,2]。研究发现全片层的双相(γ+α2)β相或α相的生长取向受凝固速率、温度梯度、原始Ti Al合金比双态、单相及近片层组织具有更高的抗蠕组织以及界面各向异性等因素的影响,在定向凝固过变性能及断裂韧性,然而,较低的室温塑性一直是阻碍程中,领先相的生长取向往往会偏离其择优取向,导其工程化应用最大的障碍[3,4]。近年来,学者们围绕如致最终的片层取向与理论预测结果偏离较大。因此,何提高Ti Al合金...  (本文共7页) 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》2007年06期
稀有金属材料与工程

电子束物理气相沉积TiAl基合金薄板的物相及显微分析

以TiAl为基的金属间化合物合金由于具有良好的比强度、比刚度和耐高温、抗氧化等综合性能,使其填补了高温钛基合金和镍基高温合金间的使用空白,并极有可能部分取代其而成为航空、航天和汽车工业等领域的理想材料,被认为是非常有前途的新型轻量化高温结构材料[1,2]。其中,TiAl基合金薄板作为超声速飞行器热防护系统外面板、排气喷管、低压涡轮叶片和高温风道等零部件的候选材料,减重可达40%以上[3,4]。然而,由于TiAl基合金的室温塑性较低,其薄板的制备历来是个难点,也是阻碍其广泛应用的关键因素之一。TiAl基合金薄板的制备技术大致可归为3类:特殊轧制、粉末冶金(PM)和物理气相沉积(PVD)。以高温包套轧制为代表的特殊轧制技术成本较高,目前国内仅有中南大学[5]和北京科技大学[6]两家单位在研究,但约厚2.6mm的TiAl基合金薄板很难体现该材料的轻量化优势。PM方法制备TiAl基合金薄板的成本较低,但容易引入氧化物夹杂且致密度较差[7...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国腐蚀与防护学报》2004年04期
中国腐蚀与防护学报

高铌TiAl基合金高温抗氧化性能研究

1前言TiAl基金属间化合物具有低密度、高熔点以及比较高的高温比强度 ,被认为是在宇航、汽车、化工以及其它的工业领域中最具有广泛应用前景的新一代高温结构材料之一[1,2 ] .开发出可以在 90 0℃以上高温连续使用的TiAl基合金已经成为当务之急[2 ] .影响该系化合物应用的问题是室温脆性、难于变形加工性以及高温下抗氧化性不足等[1] .通过采用添加合金元素或者进行表面预置氧化层等方法可以提高TiAl合金的高温抗氧化性[3,4 ] .其中在合金中添加Nb被认为是提高TiAl基金属间化合物抗氧化性能的有效方法[5] .虽然对添加Nb元素提高TiAl金属间化合物抗氧化性能有一些热力学和动力学的解释[6 ] ,但是至今为止从合金组成相和微观组织上讨论合金的抗氧化性能的论文很少 ,对于合金元素的影响也都集中在单相TiAl合金上 .本文的主要目的是通过调整Ti、Al和Nb之间的原子比 ,设计了含有不同相组织的单相、双相和三相的Ti -...  (本文共5页) 阅读全文>>

《金属学报》2002年06期
金属学报

B和C对铸造TiAl基合金宏观和显微组织的影响

近1-TIAI基合金具有密度小,高温比强度和比刚度高,抗蠕变及抗氧化性能好等优点,而有希望作为新型高温结构材料得到广泛应用[1-3].铸造 TIAI基合金成本较低,能近终成形并能制造复杂的中空构件,因此精密铸造工艺是这类加工性能较差的合金的一条重要生产路径 但铸造TIAI合金天生具有粗大柱状晶组织,不但室温塑性较差间;且性能具有明显的各向异性[4,5]因此、铸态 TIAI合金的晶粒细化就显得尤为重要 近年来发展的XDTM合金问由于具有较细的显微组织而受到重视这种合金中适量的B既造成成分过冷,又促进初生硼化物颗粒形成,从而具有细化晶粒的效果C和B一样也是间隙元素,在钛中能形成碳化物,关于C14TIAI合金的组织细化作用却鲜见报道 本文针对铸态TIAI基合金,对比研究B和C合金化所致细化组织的作用1 实验方法采用磁搅拌非自耗钨电极电弧法在氛气氛围下冶炼钮扣型的合金锭,锭重 45 g.含 B合金均基于 Ti46AI-ZCr-l石Nb源...  (本文共4页) 阅读全文>>

《稀有金属材料与工程》1990年20期
稀有金属材料与工程

TiAl基合金的抗氧化性及其改善

由于TiAl基金属间化合物独特的综合性能,即低密度、高强度、高熔点和优良的抗蠕变及抗氧化性能,它们在用作高温航空结构材料方面得到了广泛的关注[1]。现已确定了几个以TiAl代替超合金的发动机应用领域[2],拟用TiAl基合金制作压缩机叶片和涡轮盘等航空发动机零部件。Keler等[3]用熔模铸造法成功地研制出汽车排气阀,其室温强度和延性分别达到σ0.2=356MPa,σb=499MPa,δ=3.0%;Bartolota等[4]采用Ti-48Al-2Cr-2Nb合金,用熔模铸造法成功地研制出用于大型喷气发动机的GE90型低压涡轮叶片,并指出了Ti-48-2-2合金铸锭的成本从1990年到2000年下降的变化趋势。目前,γ-TiAl合金在性能方面的主要缺点是[2,5]:室温延性低及伴随而来的成型性差;拉伸强度与断裂/蠕变抗力呈反比关系,从而性能不平衡;对于许多用到1000℃的涡轮发动机来说,高温强度相对较低;800℃以上抗氧化性能不足...  (本文共4页) 阅读全文>>