TiAl基合金因具有的密度低,比強(qiáng)度、比剛度高,抗氧化、抗蠕變性能好等優(yōu)異性能,使其在航天、航空及汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)耐熱結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。因此,TiAl基合金的發(fā)展一直受到世界各國(guó)研究者的高度關(guān)注和重視。本論文以攀枝花酸溶性鈦渣為原料,通過(guò)鋁熱還原法+真空精煉制備鈦鋁基多元合金,采用化學(xué)分析法、X射線能譜儀(EDS)、光學(xué)及掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)等對(duì)鈦鋁基多元合金的化學(xué)成分、顯微組織、物相結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能進(jìn)行了表征及測(cè)試,通過(guò)元素飽和蒸氣壓方程計(jì)算了鈦鋁基多元合金各組元飽和蒸氣壓,利用Pandat相圖計(jì)算軟件計(jì)算并繪制了鈦鋁基多元合金相圖,研究了精煉加熱功率、精煉氣氛、精煉次數(shù)及精煉時(shí)間對(duì)合金化學(xué)成分、顯微組織及力學(xué)性能的影響,取得了以下主要研究成果:(1)采用Pandat相圖計(jì)算軟件計(jì)算并繪制了Ti-34Al-9Fe-4Si-xMn(x2)合金、Ti-34Al-9Fe-ySi-1Mn(y6)合金、Ti-34Al-zFe-4Si-1Mn(z12)合金的富鈦區(qū)域垂直截面相圖。結(jié)果表明,合金中Mn元素的加入主要形成Al8Mn5相,隨Mn元素含量的增加,相圖中各相區(qū)整體向左移動(dòng);合金中Si元素的加入主要形成Ti5Si3相,隨Si元素含量的增加,合金液相線逐漸升高,且相圖中左邊相區(qū)逐漸縮小,右邊相區(qū)逐漸增大;合金中加入Fe元素后,在高溫下主要形成Al8FeTi3相、Ti23Fe6相和TiFe2相,而在室溫平衡態(tài)下主要形成H_L21相(含F(xiàn)e元素的固溶體相),隨Fe元素含量的增加,合金液相線略微升高,且相圖中左邊相區(qū)逐漸縮小,右邊相區(qū)逐漸增大。(2)通過(guò)蒸氣壓方程計(jì)算了鈦鋁基多元合金中各組元飽和蒸氣壓。計(jì)算結(jié)果表明,合金中各組元飽和蒸氣壓大小依次為:P_(Mn)P_(Al)P_(Fe)P_(Si)P_(Ti)。(3)鋁熱還原法制備的鈦鋁基多元粗合金內(nèi)部夾渣及雜質(zhì)含量較多,氧含量為1.4%,顯微組織疏松,維氏硬度為518.77MPa。而采用真空感應(yīng)磁懸浮熔煉爐對(duì)其進(jìn)行精煉后,能有效去除粗合金中的夾渣,降低雜質(zhì)含量,降低氧含量,使合金純潔度提高,顯微組織更加致密。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TF823
【部分圖文】：

圖 1-1 鈦鋁合金與其他高溫合金的性能比較a：比強(qiáng)度-溫度；b：比模量-溫度（Su al., 2014）正是因?yàn)?TiAl 基合金擁有如此獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)（表 1-1和圖 1-1所示），使其在高溫結(jié)構(gòu)材料中具有很大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳�，TiAl 基合金材料已經(jīng)在航空、航天，汽車等領(lǐng)域得到應(yīng)用，其主要用于制造航空、航天等超高速飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件，以及高檔汽車的排氣閥、渦輪增壓器等（如圖 1-2、圖 1-3所示）圖 1-2 TiAl基合金排氣閥（Wu, 2006）

圖 1-1 鈦鋁合金與其他高溫合金的性能比較比強(qiáng)度-溫度；b：比模量-溫度（Su al., 20 基合金擁有如此獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)（表 1-1具有很大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳�，TiA領(lǐng)域得到應(yīng)用，其主要用于制造航空、高檔汽車的排氣閥、渦輪增壓器等（如圖

圖 1-1 鈦鋁合金與其他高溫合金的性能比較a：比強(qiáng)度-溫度；b：比模量-溫度（Su al., 2014）正是因?yàn)?TiAl 基合金擁有如此獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)（表 1-1和圖 1-1所示高溫結(jié)構(gòu)材料中具有很大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿ΑＤ壳�，TiAl 基合金材料已、航天，汽車等領(lǐng)域得到應(yīng)用，其主要用于制造航空、航天等超高速飛的零部件，以及高檔汽車的排氣閥、渦輪增壓器等（如圖 1-2、圖 1-3所圖 1-2 TiAl基合金排氣閥（Wu, 2006）
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2862444