本文關(guān)鍵詞： 激光原位合成 熱處理 Ti-Al金屬間化合物 復(fù)合涂層 微觀組織　出處：《光學(xué)精密工程》2017年06期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了提高鈦合金的高溫抗氧化性能,推動鈦合金在高溫和復(fù)雜工況環(huán)境下的進(jìn)一步工程應(yīng)用,利用高能激光束作用下Ti、Al、Nb三種元素混合粉末之間的原位反應(yīng)在BT3-1鈦合金表面制備了高溫抗氧化的高鈮Ti-Al金屬間化合物復(fù)合涂層。針對原位反應(yīng)所制備涂層存在的缺陷,通過自行設(shè)計的熱處理工藝優(yōu)化了涂層和界面微觀組織。借助光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)分析了熱處理前后復(fù)合涂層的物相結(jié)構(gòu)及顯微形貌。結(jié)果表明:熱處理前的涂層主要由單質(zhì)Nb、金屬間化合物γ-TiAl、α_2-Ti_3Al、Ti_3Al_2等物相組成;熱處理后的復(fù)合涂層,單質(zhì)Nb固溶到γ-TiAl和α_2-Ti_3Al中,同時形成了新相Ti_3AlNb_(0.3),涂層近似為γ-TiAl+α_2-Ti_3Al雙相層片狀等軸晶組織。此外,涂層中并未觀察到減弱抗氧化性的單質(zhì)Nb顆粒和Ti_3Al_2相,Ti、Al、Nb的宏觀偏析得以消除,涂層與基材界面位置的氣孔和裂紋均以消失,出現(xiàn)了明顯的白亮帶冶金結(jié)合過渡層,涂層組織也更加均勻致密。熱處理對提高鈦合金表面Nb的合金化程度和改善Ti-Al金屬間化合物的高溫抗氧化性能起到了顯著的促進(jìn)作用。
[Abstract]:In order to improve the oxidation resistance of titanium alloys at high temperature and promote the further engineering application of titanium alloys under high temperature and complex working conditions, A high temperature oxidation resistant Ti-Al intermetallic compound coating with high temperature oxidation was prepared on the surface of BT3-1 titanium alloy by in situ reaction between the mixed powders of the three elements TiA1AlNb under the action of a high energy laser beam. The defects of the coating prepared by the in situ reaction were analyzed. The coating and interface microstructure were optimized by the heat treatment process designed by ourselves. The phase structure and microstructure of the composite coating before and after heat treatment were analyzed by means of optical microscope and X-ray diffractometer (XRDX), scanning electron microscope (SEM). Before heat treatment, the coating is mainly composed of simple NB, intermetallic compound 緯 -TiAl, 偽 2-Ti3AlTiTi3AlTiTi3Al2, and so on. After heat treatment, NB is dissolved into 緯 -TiAl and 偽 _ 2-Ti3AL, and a new phase Ti3AlNbbM _ (0.3) is formed. The coating is similar to 緯 -TiAl 偽 _ 2-Ti3Al lamellar equiaxed structure. It was not observed that the macroscopic segregation of NB particles and Ti_3Al_2 phase in the coating was eliminated, the pores and cracks at the interface between the coating and the substrate disappeared, and an obvious transition layer of metallurgical bonding with white bright band appeared. The microstructure of the coating is also more uniform and compact, and the heat treatment can improve the alloying degree of NB on the surface of titanium alloy and the high temperature oxidation resistance of Ti-Al intermetallics.
【作者單位】： 昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.61368003,No.11674134) 云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃重點(diǎn)項(xiàng)目(No.2016FA020) 云南省中青年學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人后備人才資助項(xiàng)目(No.2014HB007)
【分類號】：TG174.4

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本文編號：1546130