【摘要】：新型p凝固TiAl基合金具有高比強(qiáng)度、高比剛度、優(yōu)良的抗氧化性和優(yōu)良的熱變形能力,是一種應(yīng)用前景廣闊的新型高溫結(jié)構(gòu)材料。本文設(shè)計(jì)并制備了Ti-43.5A1-4Nb-1Mo-0.3B(at.%)合金,研究了不同球磨工藝和燒結(jié)工藝參數(shù)下TiAl基合金的微觀組織結(jié)構(gòu),探索了熱處理對(duì)p相特征及行為的影響,并研究了該TiAl合金的高溫變形行為。對(duì)合金粉體的球磨工藝研究表明,添加少量硬脂酸球磨助劑,可提高粉末出粉率；球磨時(shí)間對(duì)引入的雜質(zhì)量有重要影響。球磨8h,添加1.2-1.5%的硬脂酸球磨劑后,可獲得雜質(zhì)量少、均勻細(xì)小的合金粉末。燒結(jié)工藝研究表明,燒結(jié)壓力為20 MPa時(shí),合金組織基本致密；燒結(jié)溫度對(duì)TiAl合金組織起著控制性的作用,在(α+β)兩相區(qū)的上段溫度1350℃燒結(jié)時(shí),獲得典型近層片組織；在中間段溫度1300℃燒結(jié)時(shí),獲得雙態(tài)組織；在下段區(qū)1250℃燒結(jié)時(shí),則易獲得近γ組織。TiAl合金熱處理研究表明,對(duì)電磁攪拌制粉+1350 ℃/3h/20 MPa獲得的TiAl合金,經(jīng)熱處理能顯著改善材料的組織均勻性,使B2/γ塊狀組織逐漸轉(zhuǎn)變成a2/γ層片組織。溫度是熱處理組織均勻化的主控因素,1100-1160℃/24h長(zhǎng)時(shí)熱處理,B2相可部分消除,使B2相硬度與彈性模量減小；1400 ℃/2h/AC+850℃/6h/AC,B2相可完全消除,組織粗化不嚴(yán)重。TiAl合金在1050-1150℃、0.1-0.002 s-1條件下的熱壓縮試驗(yàn)表明,TiAl合金是溫度、應(yīng)變速率敏感性材料,材料的流變應(yīng)力隨變形溫度的升高而降低,隨應(yīng)變速率的增大而降低。利用雙曲正弦函數(shù)方程擬合了熱壓縮變形的本構(gòu)方程,其變形激活能Q=410.376 kJ/mol,應(yīng)力指數(shù)n=3.13。高溫變形機(jī)制是以α2/γ層片晶團(tuán)扭折、彎曲、破碎和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶為主,B2相發(fā)生流變、細(xì)小γ相動(dòng)態(tài)再結(jié)晶協(xié)調(diào)為輔的變形過程,塊狀B2相和細(xì)小γ相的存在,有利于協(xié)調(diào)合金a2/γ層片變形。
【圖文】：

圖１．４為ＴｉＡｌ合金的精密鑄件＿。精密鑄造分兩種技術(shù)，即館模技術(shù)［］和永逡逑造［３７］。盡管精密鑄造技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，但依然不可避免縮孔等鑄造缺陷的存在，逡逑鑄件的力學(xué)性能的提高。另外，ＴｉＡｌ基合金中，活性較高Ｔｉ、Ａ１易與鑄模反應(yīng)，逡逑造技術(shù)難以制備成分精確、均勻性好的ＴｉＡｌ基合金，限制了這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用和逡逑

還要考慮技術(shù)上的可行性和生產(chǎn)成本。粉末冶金技術(shù)恰恰能粉末冶金使得凈成形技術(shù)獲得ＴｉＡｌ合金產(chǎn)品成為可能，能最大限工和熱處理工藝。通過粉末冶金技術(shù)還可獲得細(xì)晶粒組織，并使容易控制。逡逑他制備ＴｉＡｌ合金的方法，采用粉末冶金方法具有以下４個(gè)方面的了疏松縮孔、成分偏析等鑄造缺陷；逡逑組織均勾細(xì)小，良好的力學(xué)性能；逡逑添加其他合金元素實(shí)現(xiàn)合金化；逡逑復(fù)雜構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)凈成形。逡逑合金的室溫本征脆性和復(fù)雜的熱處理工藝，利用傳統(tǒng)的鑄徒冶金最終成型產(chǎn)品。而利用粉末冶金＋熱等靜壓技術(shù)，則有望可實(shí)現(xiàn)Ｔ補(bǔ)其他制備方法生產(chǎn)的缺陷，己成為制備ＴｉＡｌ基合金領(lǐng)域中一項(xiàng)以元素粉末為原料，，懫用熱壓燒結(jié)法在１２００邋°Ｃ和１３００邋°Ｃ制備了合金，合金經(jīng)過熱等靜壓處理后，可進(jìn)一步提高組織的均勾性。冶金法成功制備了ＴｉＡｌ合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿［ｉＧ］。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF125

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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2 陳玉勇;張樹志;孔凡濤;劉祖巖;林均品;;新型β-γTiAl合金的研究進(jìn)展[J];稀有金屬;2012年01期

3 彭超群,黃伯云,賀躍輝;TiAl基合金的工藝-顯微組織-力學(xué)性能關(guān)系[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2001年04期

本文編號(hào)：2707406