本文關(guān)鍵詞：快速凝固TiAl基合金的組織及性能研究

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【摘要】：采用快速凝固旋鑄法制備了二元合金Ti-44Al、Ti-48Al和高Nb-Ti Al基合金Ti44Al6Nb1.0Cr、Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V的合金薄帶,研究了傳統(tǒng)鑄態(tài)和不同冷卻速率下快速凝固Ti Al基合金合金的相組成、顯微組織及力學(xué)性能變化,研究了同一冷卻速率下Al含量對(duì)二元合金顯微組織的影響;研究了合金元素Nb、Cr、V對(duì)快速凝固合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響機(jī)理。主要得到以下研究結(jié)果。二元合金Ti-44Al、Ti-48Al在傳統(tǒng)鑄態(tài)和快速凝固下都是由γ相和α2相組成,但快速凝固α2相含量較鑄態(tài)合金提高。鑄態(tài)二元合金Ti-44Al、Ti-48Al室溫平衡組織主要是片層組織,晶粒尺寸在幾百微米之間�？焖倌虠l件下,隨著冷卻速率增大,組織逐漸向細(xì)小的等軸晶轉(zhuǎn)變。提高冷卻速率,晶粒尺寸減小至幾十微米左右。快速凝固下組織更均勻。由于細(xì)晶強(qiáng)化作用和α2相硬度較大使得快速凝固合金顯微硬度比鑄態(tài)合金的顯著提高,其中合金Ti-44Al的顯微硬度提高至少100%。傳統(tǒng)鑄態(tài)合金Ti44Al6Nb1.0Cr(2.0V)主要包含γ相和少量的α2相及B2相。快速凝固Ti44Al6Nb1.0Cr(2.0V)合金主要包含γ相和α2相。B2相含量明顯減少以致沒(méi)有檢測(cè)到。隨著冷卻速率的增大,晶粒尺寸明顯降低�？焖倌田@微組織中等軸晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了偏析,但偏析得到一定改善�？焖倌蘐i44Al6Nb1.0Cr(2.0V)合金顯微硬度較其傳統(tǒng)鑄態(tài)有所提高。對(duì)同一冷卻速率4.9×105K/s的Ti-44Al合金和Ti-48Al合金的顯微組織對(duì)比分析:Ti-48Al的晶粒尺寸更小。相同條件下的快速凝固,晶界間的Al富集可能會(huì)直接形成γ相,且α→γ相轉(zhuǎn)變時(shí),α相的分解同時(shí)也減小了晶粒尺寸。Nb、Cr、V合金元素添加到Ti Al基合金中,一方面高熔點(diǎn)元素使得合金熔點(diǎn)提高,在原來(lái)的基礎(chǔ)上增大了過(guò)冷度,提高形核速率;另一方面,添加擴(kuò)散率低的Nb、Cr、V合金元素,在凝固過(guò)程中阻礙擴(kuò)散反應(yīng)的進(jìn)行,晶粒長(zhǎng)大速率緩慢,使得晶粒尺寸減小。細(xì)晶強(qiáng)化及固溶強(qiáng)化作用使得快速凝固Ti Al基合金顯微硬度提高。
【關(guān)鍵詞】：快速凝固 TiAl基合金 冷卻速率 顯微組織 硬度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.2 TiAl基合金的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 γ-TiAl的結(jié)構(gòu)及特性10-11
• 1.2.2 TiAl基合金的顯微組織與性能11-13
• 1.2.3 γ-TiAl基合金的發(fā)展及應(yīng)用13-14
• 1.3 高Nb-TiAl基合金研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 高Nb-TiAl合金的相結(jié)構(gòu)15-16
• 1.3.2 高Nb-TiAl合金的組織與性能16-18
• 1.3.3 高Nb-TiAl合金的合金化18
• 1.4 快速凝固TiAl基合金的研究進(jìn)展18-22
• 1.4.1 快速凝固技術(shù)制備TiAl基合金的工藝19-21
• 1.4.2 旋鑄法制備TiAl基合金的發(fā)展21-22
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第2章 材料制備與實(shí)驗(yàn)方法24-29
• 2.1 研究路線24
• 2.2 旋鑄法TiAl基合金薄帶制備24-27
• 2.2.1 選定合金成分24-25
• 2.2.2 母合金制備25-26
• 2.2.3 快速凝固合金薄帶的制備26-27
• 2.3 TiAl基合金薄帶外觀形貌27
• 2.4 快速凝固TiAl基合金薄帶的組織分析及力學(xué)性能測(cè)試27-29
• 2.4.1 組織分析27-28
• 2.4.2 力學(xué)性能測(cè)試28-29
• 第3章 快速凝固二元TiAl合金的顯微組織及力學(xué)性能分析29-49
• 3.1 引言29
• 3.2 Ti-44Al合金的顯微組織及力學(xué)性能29-39
• 3.2.1 傳統(tǒng)鑄態(tài)Ti-44Al的相組成及顯微組織29-31
• 3.2.2 牛頓冷卻方式估算冷卻速率31-33
• 3.2.3 快速凝固Ti-44Al的相組成及顯微組織33-38
• 3.2.4 傳統(tǒng)鑄態(tài)和快速凝固的Ti-44Al合金的力學(xué)性能38-39
• 3.3 Ti-48Al合金的顯微組織及力學(xué)性能39-46
• 3.3.1 傳統(tǒng)鑄態(tài)Ti-48Al的相組成及顯微組織39-40
• 3.3.2 快速凝固Ti-48Al的相組成及顯微組織40-46
• 3.3.3 傳統(tǒng)鑄態(tài)和快速凝固的Ti-48Al合金的力學(xué)性能46
• 3.4 Al含量對(duì)快速凝固二元Ti-Al合金組織形成的影響46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 快速凝固高鈮TiAl基合金的顯微組織及力學(xué)性能分析49-72
• 4.1 引言49
• 4.2 Ti44Al6Nb1.0Cr合金的顯微組織及力學(xué)性能49-60
• 4.2.1 傳統(tǒng)鑄態(tài)Ti44Al6Nb1.0Cr的相組成及顯微組織49-52
• 4.2.2 快速凝固Ti44Al6Nb1.0Cr合金的相組成及顯微組織52-59
• 4.2.3 傳統(tǒng)鑄態(tài)和快速凝固下的Ti44Al6Nb1.0Cr合金的顯微硬度59-60
• 4.3 Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V合金的顯微組織及力學(xué)性能60-69
• 4.3.1 傳統(tǒng)鑄態(tài)Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V的相組成及顯微組織60-62
• 4.3.2 快速凝固Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V合金的相組成及顯微組織62-68
• 4.3.3 傳統(tǒng)鑄態(tài)和快速凝固下的Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V合金的顯微硬度68-69
• 4.4 Nb、Cr、V合金元素對(duì)快速凝固合金的顯微組織影響69-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-82
• 致謝82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：580453