發(fā)布時(shí)間：2017-08-19 00:10

  本文關(guān)鍵詞：區(qū)域加熱處理對(duì)TiAl合金組織演化的影響

  更多相關(guān)文章： TiAl合金 定向退火 合金元素 抽拉速率 片層取向 片層間距

【摘要】：TiAl合金具有低密度、高彈性模量、良好的高溫強(qiáng)度以及優(yōu)異的抗蠕變、抗氧化和抗燒蝕性能等優(yōu)點(diǎn),是航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)等耐熱部件的最佳候選材料。由于TiAl合金的室溫本征脆性,在常溫下很難進(jìn)行塑性變形,制約其拓展實(shí)際應(yīng)用。研究表明,高熔點(diǎn)合金元素Nb的添加,不僅可以提高合金的熔點(diǎn)及有序化溫度,同時(shí)還顯著提高了TiAl合金的高溫強(qiáng)度和抗氧化性能。而組織定向化則是改善和提高材料高溫性能的有效手段,在拉伸應(yīng)力方向具有平行晶界的定向顯微組織結(jié)構(gòu)的材料,具有高的疲勞抗力、優(yōu)良的抗蠕變性能和良好的抗裂紋擴(kuò)展能力,有利于提高合金的強(qiáng)度及韌性。本文以Ti45Al-Nb合金,研究了抽拉速率、熱區(qū)溫度及不同Nb含量對(duì)合金區(qū)域定向退火過(guò)程中組織演化規(guī)律的影響,系統(tǒng)探明合金片層取向及片層間距的變化規(guī)律,分析了經(jīng)過(guò)不同區(qū)域定向熱處理后組織硬度性能的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明抽拉速率對(duì)組織演化具有顯著影響。抽拉速率過(guò)快或者過(guò)慢都不能得到理想的柱狀晶組織。在相同熱區(qū)溫度下,隨著抽拉速率的提高,合金片層間距減小,發(fā)生剪切變形時(shí)穿過(guò)的片層數(shù)目增加,阻力增大,顯微硬度增加。當(dāng)抽拉速率不是很大時(shí),隨著抽拉速率的增加,組織中a2體積分?jǐn)?shù)增加明顯,γ相體積分?jǐn)?shù)變化不大；當(dāng)抽拉速率很大時(shí),隨著抽拉速率的增加,α2相Y相體積分?jǐn)?shù)都有所增加。隨著熱區(qū)溫度的提高,獲得大長(zhǎng)徑比柱狀晶所需的抽拉速率增加。抽拉速率相同的情況下,熱區(qū)溫度越高,越有利于形成柱狀晶。此外,生長(zhǎng)柱狀晶的熱區(qū)溫度存在一個(gè)臨界值,即相變點(diǎn)以上。當(dāng)?shù)陀谶@個(gè)臨界溫度時(shí),無(wú)論怎么改變抽拉速率,都不能獲得柱狀晶組織。并且隨著熱區(qū)溫度的升高,合金的片層間距稍有減小。隨著Nb含量的增加,在相同熱區(qū)溫度,相同抽拉速率的條件下,定向生長(zhǎng)區(qū)穩(wěn)定生長(zhǎng)階段的柱狀晶越來(lái)越長(zhǎng),柱狀晶的長(zhǎng)徑比也越來(lái)越大,柱狀晶的晶界也越來(lái)越平直,晶界方向與生長(zhǎng)方向近似平行。同時(shí),Nb元素的加入擴(kuò)大了p相區(qū),并且降低了T。轉(zhuǎn)變點(diǎn)。隨著Nb含量的增加,在相同的區(qū)域熱處理工藝下,合金片層間距有逐漸減小的趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：TiAl合金 定向退火 合金元素 抽拉速率 片層取向 片層間距
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(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5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-25
• 1.1 引言10-11
• 1.2 TiAl合金研究進(jìn)展11-16
• 1.2.1 TiAl合金國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況11-12
• 1.2.2 TiAl合金中的相與相變12-13
• 1.2.3 TiAl合金的顯微組織與性能13-15
• 1.2.4 Nb對(duì)TiAl合金組織性能的影響15-16
• 1.3 定向熱處理研究進(jìn)展16-22
• 1.3.1 常規(guī)熱處理及現(xiàn)有定向技術(shù)在TiAl合金上的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.2 定向熱處理的研究現(xiàn)狀及在TiAl合金中的應(yīng)用19-20
• 1.3.3 定向熱處理的影響因素20-21
• 1.3.4 定向熱處理過(guò)程中相變熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)21-22
• 1.4 本文的研究目的、意義及內(nèi)容22-25
• 1.4.1 研究目的及意義22-23
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容23-25
• 2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法25-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備26-29
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料26
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備26-29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法29-34
• 2.3.1 合金制備29-30
• 2.3.2 定向熱處理實(shí)驗(yàn)30
• 2.3.3 定向熱處理溫度分布的測(cè)量30-31
• 2.3.4 組織分析與性能表征31-34
• 3 抽拉速率對(duì)Ti-45Al-8Nb合金組織演化規(guī)律及性能影響34-51
• 3.1 1300℃不同抽拉速率對(duì)Ti-45Al-8Nb合金組織演化的影響35-43
• 3.1.1 不同抽拉速率下合金宏觀組織分析35-37
• 3.1.2 不同抽拉速率下合金片層間距及片層取向分析37-40
• 3.1.3 不同抽拉速率下合金XRD物相分析40-41
• 3.1.4 不同抽拉速率的合金硬度性能的分析41-43
• 3.2 1250℃不同抽拉速率對(duì)Ti-45Al-8Nb合金組織演化的影響43-50
• 3.2.1 不同抽拉速率下定向退火后的宏觀組織形貌分析43-45
• 3.2.2 不同抽拉速率下合金片層間距及片層取向分析45-48
• 3.2.3 不同抽拉速率下合金XRD物相分析48-49
• 3.2.4 不同抽拉速率下合金硬度性能分析49-50
• 3.3 本章小結(jié)50-51
• 4 熱區(qū)溫度對(duì)Ti-45Al-8Nb合金組織演化規(guī)律及性能影響51-62
• 4.1 α轉(zhuǎn)變溫度(Tα)以上不同熱區(qū)溫度對(duì)Ti-45Al-8Nb合金組織演化的影響51-55
• 4.1.1 不同熱區(qū)溫度定向退火后合金宏觀組織形貌分析51-52
• 4.1.2 不同熱區(qū)溫度定向退火后合金片層間距分析52-53
• 4.1.3 不同熱區(qū)溫度定向退火后XRD物相分析53-54
• 4.1.4 不同熱區(qū)溫度定向退火后硬度性能分析54-55
• 4.2 共析轉(zhuǎn)變(T_e)與α轉(zhuǎn)變溫度間不同溫度對(duì)Ti-45Al-8Nb合金組織演化的影響55-58
• 4.2.1 不同熱區(qū)溫度定向退火后合金宏觀組織形貌分析55
• 4.2.2 不同熱區(qū)溫度定向退火后合金片層間距分析55-56
• 4.2.3 不同熱區(qū)溫度定向退火后XRD物相及硬度性能分析56-58
• 4.3 共析轉(zhuǎn)變(Te)溫度以下900℃定向熱處理對(duì)Ti-45Al-8Nb合金組織演化的影響58-60
• 4.3.1 900℃不同抽拉速率下合金組織分析58
• 4.3.2 900℃定向熱處理后合金XRD物相及硬度性能分析58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 5 不同Nb含量對(duì)TiAl基合金組織演化規(guī)律的影響62-69
• 5.1 不同Nb含量對(duì)合金α相轉(zhuǎn)變溫度的影響62-63
• 5.2 Ti-45Al-xNb(x=3,x=5,x=8)合金鑄態(tài)組織分析63-65
• 5.3 定向退火后不同Nb含量的合金宏觀形貌分析65-67
• 5.4 不同Nb含量對(duì)合金片層間距的影響67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 6 結(jié)論69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-79
• 附錄79

【相似文獻(xiàn)】

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