本文關鍵詞：基于Ti-Al-Nb-Cr-B體系的TiAl基合金設計與微觀組織研究

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【摘要】：TiAl基合金因其具有密度低、熔點高、較高的比強度和比彈性模量、良好的抗蠕變抗氧化性能、耐腐蝕性好、結構穩(wěn)定性好等優(yōu)點,在航空航天領域和汽車工業(yè)中有廣泛的應用前景。研究合金的成分、加工方法、熱處理工藝對Ti Al基合金物相結構和微觀組織的影響具有重要意義。本論文首先采用CALPHAD方法進行了基于Ti-Al-Nb-Cr-B體系的Ti Al基合金成分設計,分別用真空熱壓燒結法和電弧熔煉法制備低Nb-Ti Al和高NbTi Al合金樣品,借助光學顯微鏡(OA)、X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)和電子探針微區(qū)成分分析(EPMA)等表征手段,重點研究了合金成分、制備方法和熱處理對其物相和微觀結構的影響。本論文取得以下結論:(1)采用CALPHAD方法,建立了Ti-Al-Nb-Cr-B五元系熱力學數(shù)據(jù)庫,在此基礎上通過熱力學計算獲得Ti-Al-Nb-Cr四元系沿不同含量Al、Nb時的縱截面圖,設計低Nb-Ti Al基合金成分點和高Nb-Ti Al基合金成分點,并通過計算得到相應成分點的物相含量隨溫度變化的關系。(2)采用真空熱壓燒結法制備出Cr含量不同的低Nb-Ti Al和高Nb-Ti Al合金樣品,研究了Cr含量和900℃/4h的熱處理對合金樣品物相和微觀組織的影響。熱處理前樣品中主要為γ-Ti Al相和α2-Ti3Al相,同時存在較多的富Nb區(qū)和富Cr區(qū),熱處理后物相依然為γ-Ti Al相和α2-Ti3Al相,但含量前后差異較大,致密度有所提高,孔隙減少。(3)采用真空非自耗電弧熔煉法制備出Cr含量不同的低Nb-Ti Al合金和高Nb-Ti Al合金樣品,研究了Cr含量和900℃/4h的熱處理對合金樣品物相和微觀結構的影響,熱處理前樣品中的物相以γ-Ti Al相和為α2-Ti3Al相為主,同時兼有較多的B2相分布于晶界,熱處理后B2相明顯減少,且隨著Cr含量的增多,體系中的層片狀組織越來越細小。
【關鍵詞】：TiAl基合金 成分設計 CALPHAD方法 物相和微觀組織
【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景9
• 1.2 TiAl基合金的研究現(xiàn)狀與基本特性9-14
• 1.2.1 TiAl基合金的研究進展9-11
• 1.2.2 TiAl基合金的相及成分11-13
• 1.2.3 TiAl基合金的基本特性13-14
• 1.3 TiAl基合金的微觀結構14-17
• 1.3.1 TiAl基合金的顯微組織14-15
• 1.3.2 組織控制及合金化15-16
• 1.3.3 TiAl基合金的成形與加工16-17
• 1.4 本論文研究的內(nèi)容與意義17-18
• 1.4.1 課題研究的意義17
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容17-18
• 第二章 相圖計算與成分設計18-31
• 2.1 熱力學模型18-20
• 2.1.1 純物質的熱力學描述18-19
• 2.1.2 置換溶體模型19
• 2.1.3 亞點陣模型19-20
• 2.2 Ti-Al-Nb-Cr-B五元熱力學數(shù)據(jù)庫20-24
• 2.3 熱力學計算與成分設計24-30
• 2.4 本章小結30-31
• 第三章 實驗原料及實驗方案31-37
• 3.1 實驗原料及設備31-32
• 3.1.1 實驗原料31
• 3.1.2 實驗設備31-32
• 3.2 樣品制備及工藝流程32-33
• 3.2.1 樣品制備32-33
• 3.2.2 工藝流程33
• 3.3 實驗表征方法33-36
• 3.3.1 光學顯微鏡（OA）33-35
• 3.3.2 X射線衍射分析（XRD）35
• 3.3.3 掃描電子顯微鏡（SEM）35
• 3.3.4 電子探針（EPMA）35-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第四章 低Nb-TiAl基合金的物相分析和顯微組織研究37-55
• 4.1 低Nb-TiAl基合金樣品制備37
• 4.2 低Nb-TiAl基合金真空熱壓燒結樣品結果分析37-46
• 4.2.1 熱處理前的物相及結構表征37-43
• 4.2.2 熱處理后的物相及結構表征43-46
• 4.3 低Nb-TiAl基合金真空熔煉樣品結果分析46-54
• 4.3.1 熱處理前的物相及結構表征46-51
• 4.3.2 熱處理后的物相及結構表征51-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 高Nb-TiAl基合金的物相分析和顯微組織研究55-73
• 5.1 高Nb-TiAl基合金樣品制備55
• 5.2 高Nb-TiAl基合金真空熱壓燒結樣品結果分析55-64
• 5.2.1 熱處理前的物相及結構表征55-61
• 5.2.2 熱處理后的物相及結構表征61-64
• 5.3 高Nb-TiAl基合金真空熔煉樣品結果分析64-71
• 5.3.1 熱處理前的物相及結構表征64-68
• 5.3.2 熱處理后的物相及結構表征68-71
• 5.4 本章小結71-73
• 主要結論73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 路新;王述超;朱鴻民;曲選輝;;粉末冶金TiAl基合金高溫變形行為[J];北京科技大學學報;2010年09期

2 唐建成;黃伯云;周科朝;劉文勝;劉詠;賀躍輝;;TiAl基合金的組織演變[J];材料導報;2001年04期

3 陳玉勇;孔凡濤;;TiAl合金顯微組織細化[J];金屬學報;2008年05期

4 張偉;劉詠;黃勁松;劉彬;賀躍輝;;高鈮TiAl高溫合金的研究現(xiàn)狀與展望[J];稀有金屬快報;2007年08期

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本文編號：896068