本文關(guān)鍵詞：B和C共同添加對TiAl基合金組織及性能影響研究

  更多相關(guān)文章： TiAl合金 真空感應(yīng)熔煉 硼 碳 熱處理 共同添加

【摘要】：本文采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉方法制備Ti-48Al-1.0(B,C)及Ti-48Al-2Cr-2Nb-2.0(B,C)合金。通過SEM、XRD等實驗方法對Ti Al合金的顯微組織進行分析,利用斷裂韌性、室溫拉伸、室溫壓縮、三點抗彎等實驗方法對Ti Al合金力學(xué)性能進行測試、分析,研究B、C元素共同添加對Ti Al合金組織性能影響。首先將B、C元素分別以B粉和C粉、Ti B2和Ti C、B4C三種不同形式共同添加到Ti-48Al合金中,尋找B、C元素合適的加入方式。實驗結(jié)果表明,共同加入B、C元素可以顯著細化Ti-48Al合金組織,在組織中形成棒狀、條帶狀、塊狀硼化物以及桿狀碳化物;通過斷裂韌性、室溫拉伸、室溫壓縮、三點抗彎等試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)共同加入的B、C含量相同時,B、C元素以B4C形式加入Ti-48Al合金中可以使合金獲得最好的力學(xué)性能,當(dāng)B、C元素以Ti B2和Ti C形式加入合金中時合金力學(xué)性能最差;通過SEM觀察發(fā)現(xiàn),B、C元素以B4C形式加入Ti-48Al合金中時,組織晶粒尺寸最小,硼化物和碳化物尺寸最細小、分布最均勻,而在另外兩組合金組織晶界處都聚集較長的條帶狀Ti B2,導(dǎo)致合金性能變差。將B、C元素以不同比例共同添加到Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中,尋找一種合適的B、C加入比例。實驗結(jié)果表明,當(dāng)B、C元素以2:1比例加入到Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中時,合金組織中碳化物、硼化物分布均勻,并未在晶界處明顯聚集;通過斷裂韌性、三點抗彎,室溫壓縮等實驗方法研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)B:C由4:1、2:1變?yōu)?:1時,合金力學(xué)性能先變好,之后變壞;通過SEM發(fā)現(xiàn),B、C總量一定的情況下,隨著B、C比例減小,組織中桿狀碳化物尺寸逐漸增大,含量逐漸增加,超過一定含量后引起組織應(yīng)力集中增加,惡化合金性能。制定了Ti-48Al-2Cr-2Nb-2.0(B,C)熱處理工藝,對共同添加B、C元素的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金進行組織性能調(diào)控。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),合金中同時加入B和C之后,硼化物、碳化物可以有效釘扎晶界,阻止晶粒長大,但(α2+γ)層片變粗。三點抗彎、室溫壓縮試驗發(fā)現(xiàn),B、C元素比例為2:1和1:1時,熱處理可以提高合金的強度和韌性。SEM實驗結(jié)果表明,熱處理后合金組織中碳化物和硼化物分布較熱處理之前更加均勻。利用Zr O2砂制備熔模精密鑄造型殼重熔Ti Al合金研究合金界面性能、鑄造穩(wěn)定性及收縮性。
【關(guān)鍵詞】：TiAl合金 真空感應(yīng)熔煉 硼 碳 熱處理 共同添加
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 課題來源及研究的背景10
• 1.2 TiAl合金的研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 TiAl合金的發(fā)展10-12
• 1.2.2 TiAl合金中的增強相12-13
• 1.2.3 增強TiAl合金制備方法13-15
• 1.3.合金元素對TiAl合金組織性能的影響15-19
• 1.3.1 元素B對TiAl基合金影響16-17
• 1.3.2 元素C對TiAl基合金的影響17-18
• 1.3.3 B、C共同添加對TiAl基合金的影響18-19
• 1.4.增強TiAl合金的強化機理19-21
• 1.4.1 細晶強化20
• 1.4.2 位錯強化20
• 1.4.3 第二相強化20-21
• 1.5. TiAl合金熔模精密鑄造21-22
• 1.5.1 TiAl熔模精密鑄造技術(shù)21-22
• 1.5.2 熔模鑄造界面反應(yīng)22
• 1.6 本課題主要研究內(nèi)容22-24
• 第2章 材料制備及實驗方法24-27
• 2.1 感應(yīng)熔煉制備TiAl基合金24-25
• 2.1.1 試驗材料24
• 2.1.2 水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉24-25
• 2.2 TiAl基合金力學(xué)性能測試25-26
• 2.2.1 壓縮性能測試25
• 2.2.2 三點抗彎性能測試25
• 2.2.3 拉伸性能測試25-26
• 2.2.4 斷裂韌性測試26
• 2.3TiAl基合金組織顯微組織及物相分析26-27
• 2.3.1 XRD物相分析26
• 2.3.2 TiAl基合金顯微組織26-27
• 第3章B、C對Ti-48Al合金組織性能影響研究27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 感應(yīng)熔煉制備Ti-48Al合金27-28
• 3.3 B、C對Ti-48Al合金顯微組織影響28-35
• 3.3.1XRD物相分析28-29
• 3.3.2 B、C對Ti-48Al合金顯微組織影響29-35
• 3.4 Ti-48Al合金力學(xué)性能測試35-39
• 3.4.1 Ti-48Al合金壓縮性能測試35-36
• 3.4.2 Ti-48Al合金三點抗彎性能測試36-37
• 3.4.3 拉伸性能測試37-38
• 3.4.4 斷裂韌性測試38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章B、C對Ti-48Al-2Cr-2Nb組織性能影響研究40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 感應(yīng)熔煉制備Ti-48Al-2Cr-2Nb合金40
• 4.3 B、C對Ti-48Al-2Cr-2Nb合金組織影響40-44
• 4.3.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4at.%B4C合金顯微組織分析41-42
• 4.3.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.3325 at.%B4C-0.3375 at.%C顯微組織分析42-43
• 4.3.3 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.25 at.%B4C-0.75 at.%C顯微組織分析43-44
• 4.4 Ti-48Al-2Cr-2Nb-2.0(B,C)合金力學(xué)性能測試44-48
• 4.4.1 壓縮性能44-45
• 4.4.2 斷裂韌性45-47
• 4.4.3 三點抗彎性能47-48
• 4.5 B、C共加增強相析出機理48-50
• 4.6 本章小結(jié)50-52
• 第5章 含B、C元素TiAl合金熱處理工藝及鑄造性能研究52-70
• 5.1 引言52
• 5.2 含B、C元素TiAl合金熱處理52-61
• 5.2.1 熱處理工藝制定52-53
• 5.2.2 Ti-48Al-1.0(B,C)合金熱處理過程中全片層組織的結(jié)構(gòu)變化53-55
• 5.2.3 熱處理對Ti-48Al-2Cr-2Nb-2.0(B,C)合金組織影響55-59
• 5.2.4 熱處理對Ti-48Al-2Cr-2Nb-2.0(B,C)合金力學(xué)性能影響59-61
• 5.3 含B、C元素TiAl合金鑄造性能研究61-69
• 5.3.1 界面性能研究61-66
• 5.3.2TiAl合金收縮性能研究66-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻71-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 劉艷梅;修子揚;武高輝;姜龍濤;偠華松;姜國慶;;Ti-Al-C系復(fù)合材料的微觀組織演變(英文)[J];稀有金屬材料與工程;2010年07期

2 曲選輝,黃伯云,雷長明,陳仕奇;TiAl+TiB_2復(fù)合材料制備過程及其熱穩(wěn)定性的研究[J];金屬學(xué)報;1993年05期

3 王家芳 ,王健農(nóng),楊杰;TiAl基合金與陶瓷界面反應(yīng)的研究[J];特種鑄造及有色合金;2002年05期

4 孝云禎,馬宏聲,路貴民,劉勁波;Al-Ti-B晶粒細化合金中的有效形核相[J];中國有色金屬學(xué)報;1997年03期

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本文編號：666962