本文關(guān)鍵詞：碳含量對(duì)TiAl合金凝固組織及性能的影響

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【摘要】：本文采用水冷銅坩堝感應(yīng)熔煉爐以及離心鑄鈦機(jī)制備不同含碳量的Ti Al合金鑄錠及相對(duì)應(yīng)成分的棒狀試樣與階梯試樣。將合金鑄錠不同部位進(jìn)行線切割,然后經(jīng)過(guò)拋光腐蝕之后觀察其宏觀形貌,并借助XRD和SEM等試驗(yàn)方法對(duì)合金鑄錠與澆注試樣進(jìn)行測(cè)試分析,同時(shí)對(duì)澆注試樣進(jìn)行硬度與拉伸試驗(yàn),通過(guò)觀察分析不同含碳量Ti Al合金鑄錠以及離心澆注階梯試樣不同部位宏觀形貌、顯微組織和力學(xué)性能來(lái)研究碳元素對(duì)Ti Al合金顯微組織及力學(xué)性能的影響。通過(guò)對(duì)鑄錠宏觀形貌與顯微組織分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)未添加碳元素時(shí),Ti Al合金鑄錠組織為粗大的柱狀晶;加入較少的碳元素(0.3at.%)時(shí),合金鑄錠顯微組織得到細(xì)化,但未出現(xiàn)明顯的析出相;隨著含碳量的增多,晶粒進(jìn)一步細(xì)化,并有尺寸較小的析出相出現(xiàn),此時(shí)合金鑄錠成分較為均勻,性能較好;當(dāng)含碳量過(guò)多時(shí),由于析出相數(shù)量增多,而且尺寸較大,合金性能惡化。在不同離心轉(zhuǎn)速條件下對(duì)含碳Ti Al合金階梯試樣(厚度分別為1 mm、2 mm和4 mm)進(jìn)行澆注發(fā)現(xiàn),離心轉(zhuǎn)速較低時(shí),合金凝固過(guò)程較為緩慢,晶粒有長(zhǎng)大的時(shí)間,因而晶粒比較粗大;而離心轉(zhuǎn)速過(guò)快時(shí),會(huì)加大熔體對(duì)型殼的沖擊,影響其力學(xué)性能。冷卻速度較慢時(shí),合金凝固時(shí)間較長(zhǎng),晶粒粗大;而冷卻速度過(guò)快,使得合金出現(xiàn)應(yīng)力集中等,影響其力學(xué)性能。不同的凝固路徑合金的顯微組織不同。碳元素的加入可以促進(jìn)Ti Al合金的α轉(zhuǎn)變,使合金胞狀顯微結(jié)構(gòu)過(guò)渡為層片狀,獲得組織較為均勻的Ti Al合金澆注試樣。冷卻速度對(duì)Ti Al合金顯微組織結(jié)構(gòu)影響也較為明顯。
【關(guān)鍵詞】：TiAl合金 碳含量 離心轉(zhuǎn)速 冷卻速度 凝固路徑
【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
【分類號(hào)】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-26
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究目的與意義9-10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及分析10-22
• 1.3.1 TiAl合金的進(jìn)展及應(yīng)用11-14
• 1.3.2 TiAl合金的熔煉和制造工藝14-22
• 1.4 TiAl合金晶粒細(xì)化的研究22-25
• 1.4.1 合金化方法22-24
• 1.4.2 熱加工方法24-25
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料的制備以及研究方法26-35
• 2.1 蠟?zāi)５闹苽?/span>26-28
• 2.1.1 模具的設(shè)計(jì)與制備26-27
• 2.1.2 蠟料的選擇27
• 2.1.3 蠟?zāi)５闹苽?/span>27-28
• 2.2 型殼的制備28-29
• 2.2.1 粘結(jié)劑的選擇28
• 2.2.2 型殼的涂掛28
• 2.2.3 型殼的脫蠟及燒結(jié)28-29
• 2.3 TiAl合金鑄錠的制備29-31
• 2.3.1 合金錠的制備29-30
• 2.3.2 紐扣錠的制備30-31
• 2.4 棒狀試樣與階梯試樣的離心澆注31-33
• 2.4.1 立式離心鑄鈦機(jī)澆注31
• 2.4.2 水平離心鑄鈦機(jī)澆注31-33
• 2.5 試樣組織結(jié)構(gòu)的測(cè)試與分析33-34
• 2.5.1 宏觀形貌與組織的觀察33
• 2.5.2 光學(xué)顯微組織的觀察33
• 2.5.3 X射線衍射分析33
• 2.5.4 掃描電鏡分析33
• 2.5.5 透射電鏡分析33-34
• 2.6 試樣的性能測(cè)試34-35
• 2.6.1 硬度測(cè)試34
• 2.6.2 拉伸性能測(cè)試34-35
• 第3章 碳含量對(duì)TiAl合金鑄錠組織的影響35-52
• 3.1 含碳TiAl合金的宏觀形貌與組織35-37
• 3.2 含碳TiAl合金的顯微組織37-50
• 3.2.1 含碳TiAl合金鑄錠XRD物相分析37-38
• 3.2.2 含碳TiAl合金鑄錠金相分析38-40
• 3.2.3 含碳TiAl合金鑄錠掃描分析40-47
• 3.2.4 含碳TiAl合金鑄錠析出相成分分析47-49
• 3.2.5 含碳TiAl合金鑄錠晶粒與析出相尺寸分析49-50
• 3.3 碳元素的細(xì)化機(jī)理50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 含碳TiAl合金在不同離心轉(zhuǎn)速和冷卻速度條件下的組織及性能52-68
• 4.1 含碳量對(duì)澆注試樣顯微組織的影響52-53
• 4.2 含碳TiAl合金在不同離心轉(zhuǎn)速條件下的顯微組織53-55
• 4.3 含碳TiAl合金在不同冷卻速度條件下的顯微組織55-58
• 4.4 含碳TiAl合金力學(xué)性能的研究58-62
• 4.4.1 含碳量對(duì)TiAl合金硬度的影響58-60
• 4.4.2 含碳量對(duì)TiAl合金力學(xué)性能的影響60-61
• 4.4.3 含碳TiAl合金在不同離心轉(zhuǎn)速條件下的力學(xué)性能61-62
• 4.4.4 含碳TiAl合金在不同冷卻速度條件下的力學(xué)性能62
• 4.5 含碳TiAl合金斷口形貌的觀察62-67
• 4.5.1 含碳TiAl合金在不同離心轉(zhuǎn)速條件下斷口形貌分析62-65
• 4.5.2 含碳TiAl合金在不同冷卻速度條件下斷口形貌分析65-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第5章 含碳TiAl合金在不同凝固路徑條件下的組織及性能68-78
• 5.1 含碳TiAl合金在不同凝固路徑條件下的顯微組織68-73
• 5.1.1 含碳TiAl合金在不同凝固路徑下XRD物相分析68-69
• 5.1.2 含碳TiAl合金在不同凝固路徑下顯微組織分析69-73
• 5.2 凝固路徑對(duì)含碳TiAl合金力學(xué)性能的影響73-75
• 5.2.1 含碳TiAl合金在不同凝固路徑下硬度測(cè)試73-74
• 5.2.2 含碳TiAl合金在不同凝固路徑下力學(xué)性能分析74-75
• 5.3 含碳TiAl合金在不同凝固路徑下斷口形貌75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 孔凡濤,陳玉勇,田競(jìng),陳予勇;TiAl基金屬間化合物研究進(jìn)展[J];材料科學(xué)與工藝;2003年04期

2 許春香;盧斌峰;呂正玲;張金山;梁偉;;Effect of Y Addition on Microstructure and Constituent Phases of Al-Ti-C Master Alloy[J];Journal of Rare Earths;2007年S2期

3 ;Wrought processing of γ-TiAl alloys[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2002年04期

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本文編號(hào)：772096