【摘要】：研究了 TiAl基合金片層組織的穩(wěn)定性。Ti－47Al、Ti－48Al鑄造合金因枝晶 偏析程度比Ti－46Al合金嚴(yán)重，因而它們的鑄態(tài)片層組織在1150℃時(shí)效時(shí)的穩(wěn) 定性比Ti－46Al合金低。Ti－48Al合金從α單相區(qū)爐冷的粗片層組織的穩(wěn)定性比 空冷細(xì)片層組織的穩(wěn)定性高。 研究了Ti－48Al合金空冷細(xì)片層組織1150℃時(shí)效時(shí)的連續(xù)粗化和不連續(xù)粗 化機(jī)制。片層組織的連續(xù)粗化可通過片層界面缺陷遷移和片層界面分解的方式 來實(shí)現(xiàn)。首次比較分析了真孿晶型、偽孿晶型和 120°旋轉(zhuǎn)有序型三種γ／γ片層界 面的相對穩(wěn)定性：120°旋轉(zhuǎn)有序界面不僅界面能較高，而且界面兩側(cè)γ片層｛111｝ 晶面的堆垛順序不變，時(shí)效時(shí)可通過近鄰原子短程躍遷而使界面發(fā)生遷移，因 而穩(wěn)定性最低；而真孿晶界面的穩(wěn)定性最高。因不連續(xù)粗化轉(zhuǎn)變而析出的DC 胞在晶界形核并向與之無位向關(guān)系的片層晶粒內(nèi)生長，胞內(nèi)的γ/α_2相界面通常 平行于晶界另一側(cè)的初生片層晶粒中的片層界面。 首次研究發(fā)現(xiàn)，1150℃長時(shí)間時(shí)效，初生片層組織中的片狀α_2相在DC胞 生長過程中可以通過瑞利分解方式快速球化，形成非共格的球形α_2顆粒；而DC 胞內(nèi)的共格片狀α_2相則在尺寸粗化和形狀粗化效應(yīng)的共同作用下轉(zhuǎn)變成不規(guī)則 的多面體形。 研究了Ti－48Al-(0.2～0.8)at％B合金中的硼化物生長形態(tài)和生長機(jī)理。在Ti－ 48Al－0.2B和Ti－48Al-0.5B合金中只有通過L→βTiB_2和 L＋β→α+TiB_2共晶反 應(yīng)與基體耦合生長的帶狀次生TiB_2相；而在Ti－48Al-0.8B合金中還出現(xiàn)了從液 相中直接形核生長的初生TiB_2相，呈六方塊狀形貌，慣習(xí)面為｛10ī｝和（0001）。 首次在不含β穩(wěn)定化元素的Ti－48Al－0.8B合金中發(fā)現(xiàn)：在帶狀TiB_2相的芯部存 在著許多與其共生長的僅5～10nm厚的極細(xì)的片狀 B2相，，兩相之間存在著 ｛1010｝_（（TiB）_2），//[0001]_（（TiB）_2）//010（（B）_2）的共格位向關(guān)系。 1150℃時(shí)效時(shí)，Ti-48Al-0.8B合金晶界上的帶狀TiB_2能有效抑制空冷細(xì)片 層組織的不連續(xù)粗化轉(zhuǎn)變。但γ晶粒可以從共非格的TiB_2／基體界面和晶界上重 新形核析出，時(shí)效時(shí)間的延長至24h，片層組織可轉(zhuǎn)變?yōu)榻媒M織。當(dāng)B含量達(dá) 到0．8at％時(shí)，從液相中直接形核的塊狀TiB_2相顯著細(xì)化了鑄態(tài)組織；α單相區(qū) 熱處理時(shí)，帶狀TIB。相可阻礙a晶粒快速長大，合金中加入0．Zat％B就可有效 細(xì)化全片層組織。 研究了Y—。析出轉(zhuǎn)變機(jī)理。。相從Y相中析出有兩種方式：一種是從Y晶粒內(nèi) 沿門｝晶面以片狀形貌析出；另一種則是在Y晶界上通過不連續(xù)析出轉(zhuǎn)變以不 規(guī)則的塊狀形貌析出。Ti斗 合金中加入0．sat％B能顯著降低Y晶內(nèi)片狀a析出 相的形核率，并能抑制a相生長。HREM分析表明，片狀a相是在Y相的堆垛層 錯(cuò)上形核的，并通過“臺(tái)階一凸壁一扭折”機(jī)制生長。臺(tái)階形核率低及相界面 上層錯(cuò)的存在是導(dǎo)致片狀a相增厚十分緩慢的主要原因。首次在Y－a相變前沿 的Y基體中觀察到了間距為0．7urn按ABC＄CA／CAB堆垛順序周期性重復(fù)排列 的gR結(jié)構(gòu)。 通過多重?zé)崽幚碛行У丶?xì)化了乃葉7．SA12Cr習(xí)（AXTi＊7．SAI上 毛－ 0．ZB①）兩種合金粗大的鑄態(tài)組織，獲得了不同類型的顯微組織，并進(jìn)行了力學(xué) 性能試驗(yàn)。首次較系統(tǒng)地研究了網(wǎng)籃組織的力學(xué)性能。 比較了全片層組織、網(wǎng)籃組織（三種抨近Y組織的室溫拉伸性能：近Y組織的 強(qiáng)度最低，塑性最好；全片層組織的強(qiáng)度最高，塑性最差；網(wǎng)籃組織的強(qiáng)度和 塑性介于近Y組織和全片層組織之間，隨片層束體積分?jǐn)?shù)增加，強(qiáng)度逐漸升高， 其室溫延伸率基本保持在2刀％左右。合金B(yǎng)中帶狀TIB。相本身對強(qiáng)度的貢獻(xiàn) 不大，但可細(xì)化全片層組織，從而可提高其強(qiáng)度和塑性。 引入了幾何協(xié)調(diào)因子 m這一參量，用于比較全片層組織中三種Y／Y片層界面 的變形協(xié)調(diào)性：120”旋轉(zhuǎn)有序型Y／Y界面的幾何協(xié)調(diào)性優(yōu)于真孿晶型和偽孿晶型 界面。通過計(jì)算相鄰Y片層內(nèi)各滑移系之間的幾何協(xié)調(diào)因子，可以推測出相鄰Y 片層內(nèi)最可能被激活的滑移系或?qū)\晶系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果相吻合。在 網(wǎng)籃組織的室溫變形結(jié)構(gòu)中觀察到了一種新的孿晶與a。片交截的機(jī)制：形變孿 晶切過a。片時(shí)，a。片可以通過 K；－口 卜 g；－＿（10T6｝的孿生機(jī)制來協(xié)調(diào)孿 —一‘”——－’”‘’18‘——一’”““－’”“””“”’”’”“””” 晶產(chǎn)生的切變。分析了各類組織的室溫拉伸斷口。 比較了A、B兩種合金全片層組織和三種網(wǎng)籃組織的760oC高溫拉伸性能： 全片層組織的強(qiáng)度最高；網(wǎng)籃組織隨片層束體積分?jǐn)?shù)增加，強(qiáng)度升高；網(wǎng)籃組 織的塑性優(yōu)于全片層組織。合金 A網(wǎng)籃組織的高溫塑性O(shè)廣 10叫％）顯著優(yōu)于合 金B(yǎng)的網(wǎng)籃組織O廣3wt％卜 合金A網(wǎng)籃組織高溫變形后產(chǎn)生的高密度形變孿晶與片層束發(fā)生了強(qiáng)烈的 交截作用，導(dǎo)致材料發(fā)生了顯著的形變強(qiáng)化。因位錯(cuò)發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng)，網(wǎng)籃組織 中的普通位錯(cuò)呈彎曲狀，并形成了許多位錯(cuò)環(huán)。合金B(yǎng)網(wǎng)籃組織中的普通位錯(cuò) 常帶有交滑移產(chǎn)生的割階，受割階的釘扎作用，位錯(cuò)滑移比較困難。對高溫拉 伸
【學(xué)位授予單位】：北京航空材料研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2000
【分類號】：TG146.23

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 齊立春;李臻熙;曹京霞;黃旭;;TiAl合金中的TiB_2相生長形態(tài)及其對力學(xué)性能的影響[A];中國有色金屬學(xué)會(huì)第十四屆材料科學(xué)與合金加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 吳鶴;鈦硅共晶合金基礎(chǔ)研究[D];北京航空材料研究院;2002年

2 柴麗華;快速凝固TiAl基合金的組織演變研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 杜小米;Ti-Al復(fù)合體的制備及熱壓縮變形研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

2 阮楹妍;Ti-44Al-6V-3Nb-Y合金鍛坯和板材組織性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號：2589954