發(fā)布時(shí)間：2021-04-24 17:30

　　作為一種典型的有序金屬間化合物,TiAl基合金以其密度小、比強(qiáng)度高和優(yōu)異的耐熱性能而成為新一代的航空航天結(jié)構(gòu)材料。但是其室溫塑性低和加工性差,限制了其進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。陶瓷鑄型定向凝固技術(shù)是唯一的一種既可以控制片層取向進(jìn)而提高性能,又可以滿足形狀要求的工藝。但是,目前存在鑄型對合金污染嚴(yán)重及制備的試樣形狀單一等問題。本文通過結(jié)合電磁冷坩堝直接感應(yīng)加熱技術(shù)和陶瓷鑄型開發(fā)了一種旨在降低鑄型污染的新型定向凝固技術(shù)。本文采用兩種加熱方式（常用的感應(yīng)-石墨間接加熱和電磁冷坩堝感應(yīng)加熱）的定向凝固工藝,在不同工藝參數(shù)下制備了具有不同橫截面形狀的TiAl基合金鑄錠。將采用感應(yīng)-石墨間接加熱方式所制備的試樣作為參照組,結(jié)合電磁場和溫度場特征,分析和確定新型定向凝固工藝制備試樣的組織特征。同時(shí),系統(tǒng)地研究了工藝參數(shù)及鑄型橫截面形狀變化對定向凝固試樣組織和性能的影響,這對后續(xù)TiAl基合金定向凝固工藝優(yōu)化和實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。通過對兩種不同加熱方式定向凝固過程及組織演變分析,發(fā)現(xiàn)電磁冷坩堝感應(yīng)加熱方式所制備的定向凝固Ti-45Al-2Cr-2Nb合金的典型微觀組織與感應(yīng)-石墨間接加熱制備試樣的組織相似... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 TiAl基合金研究現(xiàn)狀
        1.2.1 TiAl基合金研究背景
        1.2.2 TiAl基合金的研究進(jìn)展
        1.2.3 TiAl基合金合金成分
    1.3 定向凝固TiAl基合金
        1.3.1 TiAl基合金定向凝固方法
        1.3.2 陶瓷鑄型定向凝固TiAl基合金研究現(xiàn)狀
        1.3.3 定向凝固TiAl基合金組織
        1.3.4 定向凝固TiAl基合金的力學(xué)性能
    1.4 陶瓷鑄型定向凝固TiAl基合金存在的問題
    1.5 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 研究路線
    2.2 合金的成分選擇及制備
    2.3 鑄型的選擇及制備
    2.4 實(shí)驗(yàn)方法
        2.4.1 采用感應(yīng)-石墨間接加熱的定向凝固實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 采用電磁冷坩堝感應(yīng)加熱的定向凝固實(shí)驗(yàn)
        2.4.3 定向凝固工藝參數(shù)
        2.4.4 溫度參數(shù)的測量及控制
        2.4.5 分析測試方法
第3章 氧化釔鑄型定向凝固TiAl基合金工藝方法研究
    3.1 引言
    3.2 采用兩種加熱方式的定向凝固工藝的電磁場和溫度場特征
        3.2.1 電磁場特征
        3.2.2 溫度場特征
    3.3 兩種加熱方式所制備的Ti-45Al-2Cr-2Nb合金組織特征
        3.3.1 Ti-45Al-2Cr-2Nb合金的定向凝固組織
2O₃顆粒的形成機(jī)理">        3.3.2 定向凝固組織中Y₂O₃顆粒的形成機(jī)理
        3.3.3 加熱方式對定向凝固組織的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 工藝參數(shù)對定向凝固Ti-45Al-2Cr-2Nb合金組織和性能的影響
    4.1 引言
    4.2 工藝參數(shù)對定向凝固Ti-45Al-2Cr-2Nb合金組織的影響
        4.2.1 工藝參數(shù)對柱狀晶的影響
        4.2.2 工藝參數(shù)對片層組織的影響
2O₃顆粒的影響">        4.2.3 工藝參數(shù)對B2相和Y₂O₃顆粒的影響
        4.2.4 工藝參數(shù)對定向凝固組織演變的影響機(jī)理
    4.3 工藝參數(shù)對定向凝固Ti-45Al-2Cr-2Nb合金性能的影響
        4.3.1 工藝參數(shù)對定向凝固Ti-45Al-2Cr-2Nb合金拉伸性能的影響
        4.3.2 工藝參數(shù)對定向凝固Ti-45Al-2Cr-2Nb合金斷裂韌性的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鑄型橫截面形狀對定向凝固Ti-45Al-2Cr-2Nb合金組織和性能的影響
    5.1 引言
    5.2 感應(yīng)-石墨間接加熱下鑄型橫截面形狀的影響
        5.2.1 板形試樣典型組織
        5.2.2 鑄型橫截面形狀對柱狀晶的影響
        5.2.3 鑄型橫截面形狀變化對片層組織的影響
2O₃顆粒的影響">        5.2.4 鑄型橫截面形狀對B2相和Y₂O₃顆粒的影響
        5.2.5 鑄型橫截面形狀對性能的影響
    5.3 電磁冷坩堝感應(yīng)加熱下鑄型橫截面形狀的影響
        5.3.1 鑄型橫截面形狀對流場強(qiáng)度的影響
        5.3.2 鑄型橫截面形狀對柱狀晶的影響
        5.3.3 鑄型橫截面形狀對片層組織的影響
2O₃顆粒的影響">        5.3.4 鑄型橫截面形狀對B2相和Y₂O₃顆粒的影響
        5.3.5 鑄型橫截面形狀對性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
個(gè)人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]含釔的TiAl基合金顯微組織及性能的研究[D]. 李寶輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]TiAl二元包晶合金定向凝固組織形成規(guī)律研究[D]. 劉暢.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]Er對Ti-47Al-（2,6,10）Nb合金凝固組織和力學(xué)性能的影響[D]. 袁銀梅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]Y、Gd、Er影響的Ti-47Al-（2，5）Nb組織和力學(xué)性能[D]. 朱燕敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]ＳＥＶＮＢ法測試陶瓷材料斷裂韌性研究[D]. 胡一文.清華大學(xué) 2011
[4]鋁鎳鈷磁性合金（LNG）冷坩堝定向凝固制備工藝研究[D]. 王永喆.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[5]Ti-45Al包晶合金定向凝固過程中流動對組織的影響[D]. 李慶林.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[6]電磁場對鎳基高溫合金K403定向凝固組織的影響研究[D]. 許雄.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3157769