與傳統(tǒng)的航天,航空金屬材料相比,TiAl基合金因其輕質(zhì)、高強(qiáng)度、剛度以及優(yōu)秀的抗氧化、抗蠕變性能等優(yōu)點(diǎn),早在上世紀(jì)七十年代起就引起了人們廣泛的關(guān)注,并成為了航空發(fā)動機(jī)和汽車耐熱結(jié)構(gòu)件極具競爭力的材料。但是TiAl合金高溫性能不足,室溫韌性較低的缺點(diǎn)限制了它的廣泛應(yīng)用,因此需要進(jìn)一步改善TiAl的室溫韌性和高溫強(qiáng)度。目前鑄造法仍是TiAl合金的主要成型方法,但是鑄造制備出的合金極易存在縮孔、縮松及偏析等鑄造缺陷,且不易于添加增強(qiáng)體。本文利用Ti48Al2Cr2Nb合金粉、碳納米管粉末和純Ti箔、Al箔、鉬纖維,分別通過熱等靜壓和熱壓燒結(jié)方法制備出CNTS/TiAl、Ni-CNTS/TiAl復(fù)合材料和TiAl疊層材料、Mo_fTiAl復(fù)合材料,力圖通過纖維來增強(qiáng)TiAl基合金,并探索這兩種TiAl復(fù)合材料制備工藝的可行性。通過對比分析兩種纖維增強(qiáng)體對合金顯微組織和各項(xiàng)力學(xué)性能（硬度、壓縮、彎曲）的影響,對復(fù)合材料的強(qiáng)韌化機(jī)理進(jìn)行了討論。研究發(fā)現(xiàn),采用熱等靜壓法在1150℃,150MPa,4h下成功制備出了CNTS/Ti48Al2Cr2Nb復(fù)合材料。在TiAl/CNTS復(fù)... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Ti-Al合金二元相圖

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 成，如圖 1-2 分別為2相和 γ 相的晶體結(jié)構(gòu)[21]。其中 γ 相是 L10結(jié)構(gòu)，晶格正方點(diǎn)陣，a=b=0.3976nm，c=0,4049nm[22]，一個 γ 相晶胞中包含兩個 Ti 原 Al 原子，Ti 原子面和 Al 原子面沿著[001]方向交替排列。2具有有序 DO1晶格參數(shù)為：a=b=0.577,c=0.462，Ti 原子和 Al 原子在（0001）面上呈密排。表 1-3 比較了 Ti 合金，γ-TiAl 合金，2-Ti3Al 合金和 Ni 基合金的典型性比可以看出，γ-TiAl 基合金對比其他三種合金具有明顯更好的高溫性能。使以提高到 1023-1173K，接近于 Ni 基合金，但是密度卻不及 Ni 基合金的一以用來代替 Ni 基合金作為高溫合金再汽車、航天、航空發(fā)動機(jī)等方面的使

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第 5 頁從表 1-3 中可以看出，γ 相的塑性要比2相高，但是在合金中，2相的存在可以改善 TiAl 基合金的整體性能。在受到外力時，TiAl 基合金中承擔(dān)變形任務(wù)的主要是 γ 相，但是 γ 相的變形能力對固溶在其中的雜質(zhì)含量特別敏感。研究發(fā)現(xiàn)，固溶在 γ 相晶格中的間隙原子能夠阻止位錯的移動，宏觀上使得 γ-TiAl 合金的變形能力降低。氧和其他雜質(zhì)在 相內(nèi)的固溶度比 γ 相中的大，因此 TiAl 合金中的 相的存在可以大大降低γ 相中的雜質(zhì)含量，從而提高 γ 相的塑性變形能力[23,24]。1.2.2 TiAl 基合金的典型組織γ-TiAl 系合金具有 4 種典型的顯微組織結(jié)構(gòu)，通過不同的熱處理方式，可以得到全層片組織（FL），近層片組織（NL），雙態(tài)組織（DP），近 γ 組織（NG）。如圖 1-3是 γ-TiAl 系合金的四種典型組織[25]。

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