Ti Al合金因其密度低、高比剛度、高比強(qiáng)度、抗蠕變性好等諸多優(yōu)異性能成為應(yīng)用價(jià)值極高的新型輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料,在航空航天器發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等熱端部件輕量化選材方面具有廣闊的應(yīng)用前景。由于其本征脆性、低延展性及成形性差等問(wèn)題限制了在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用。為克服這些不足,本文通過(guò)放電等離子燒結(jié)工藝對(duì)高純低氧球形氣霧化Ti Al預(yù)合金粉末進(jìn)行致密化,系統(tǒng)研究了Ti Al合金燒結(jié)體的顯微組織和性能,并通過(guò)熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)研究其熱變形行為,從而為粉末冶金制備大尺寸Ti Al合金板材奠定基礎(chǔ)。以氣霧化工藝制備的Ti-43.5Al-5Nb-1V-1Y（at.%）預(yù)合金粉末為原料,通過(guò)放電等離子燒結(jié)工藝采用不同的燒結(jié)溫度成功制備致密Ti Al合金。在燒結(jié)溫度1200℃、1250℃、1300℃時(shí)分別獲得近γ組織、雙態(tài)組織、近層片組織,相的組成皆為γ-Ti Al、α₂-Ti₃Al及YAl₂。燒結(jié)溫度為1250℃的組織均勻,致密度較高,其斷裂強(qiáng)度為2118.7 MPa,與燒結(jié)溫度1300℃的合金數(shù)值相近,比燒結(jié)溫度1200℃的合金高約20 MPa,其塑性... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

TiAl二元合金相圖[32]

-4-圖1-1TiAl二元合金相圖[32]Fig.1-1BinaryphasediagramofTiAlalloy圖1-2為TiAl合金組成相的晶體結(jié)構(gòu)圖，圖1-2a)和1-2b)為γ-TiAl相和α2-Ti3Al相的晶體結(jié)構(gòu)圖，圖1-2c)為β(B2)相的晶體結(jié)構(gòu)圖。a)α2phaseb)γphasec)B2phase圖1-2TiAl合金組成相的晶體結(jié)構(gòu)[34,35]Fig.1-2CrystalstructuresofconstituentphasesinTiAlAlloyalloyγ-TiAl的晶體結(jié)構(gòu)為有序四方晶體結(jié)構(gòu)(L10)，γ相結(jié)構(gòu)的有序化溫度為1440℃。γ相結(jié)構(gòu)的晶格常數(shù)：a=0.3976nm，c=0.4049nm，軸間比c/a為1.02。α2-Ti3Al屬密排六方晶體結(jié)構(gòu)(DO19)，α2相的有序化溫度為1125℃。α2相結(jié)構(gòu)的晶格常數(shù)為a=b=0.577nm，軸間比c=0.462nm。通過(guò)調(diào)控Al元素，加入Nb，V、Cr、Mo等β相穩(wěn)定元素，會(huì)出現(xiàn)β(B2)相。β(B2)相在高溫下晶體結(jié)構(gòu)為無(wú)序的體心立方結(jié)構(gòu)，在冷卻至室溫時(shí)以有序的B2相形式存在，這時(shí)的

-5-相屬于硬脆相，會(huì)造成合金性能下降。因此(α2+γ)TiAl合金和γ-TiAl合金是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)[33]。圖1-3為TiAl合金的四種典型組織形貌[36,37]。為別為近γ組織(Neargamma，NG)、雙態(tài)組織(Duplex，DP)、近層片組織(NearlyLamellar，NL)和全層片組織(FullyLamellar，F(xiàn)L)，它們是根據(jù)等軸γ相晶粒和α2/γ層片團(tuán)的比例不用來(lái)區(qū)分的。圖1-3TiAl合金的四種典型微觀組織[36,37]Fig.1-3ThetypicalmicrostructureofTiAlalloy近γ組織由等軸的γ相晶粒和少量存在于γ晶界的α2相組成，通過(guò)在共析溫度附近α+γ兩相區(qū)進(jìn)行熱處理就可以獲得近γ組織。細(xì)小晶粒及均勻組織可在較低熱處理溫度下獲得，升高熱處理溫度，晶粒尺寸隨之增大，組織變得不均勻。雙態(tài)組織是由α2/γ層片晶團(tuán)及大量的等軸γ相組成，在稍高于共析溫度的α+γ兩相區(qū)熱處理，就可以得到雙態(tài)組織，組織中α相和γ相互相釘扎，兩相體積比約等于1，這時(shí)的晶粒生長(zhǎng)緩慢而變得晶粒細(xì)校因此雙態(tài)組織具有優(yōu)異的室溫塑性和強(qiáng)度，但是高溫?cái)嗔秧g性和抗蠕變性稍差。一般情況下，雙態(tài)組織的晶粒相對(duì)比較細(xì)校近層片組織由大量的α2/γ層片晶團(tuán)和少量分布于層片晶團(tuán)間的等軸γ晶粒構(gòu)成，熱處理溫度略低于α轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，可以獲得近層片組織，層片組織粗大，平均晶團(tuán)尺寸約為150-200μm。全層片組織完全由粗大的α2/γ層片晶團(tuán)組成，在略高于Tα的α單相區(qū)進(jìn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]鈦鋁金屬間化合物的進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J]. 楊銳.  金屬學(xué)報(bào). 2015(02)
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[7]航空發(fā)動(dòng)機(jī)用新型高溫鈦合金研究進(jìn)展[J]. 黃旭,李臻熙,高帆,黃浩.  航空制造技術(shù). 2014(07)
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[10]包套鍛造對(duì)Ti-45Al-5.4V-3.6Nb-0.3Y合金組織和性能的影響[J]. 楊非,陳玉勇,孔凡濤,肖樹龍,徐麗娟.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)

博士論文
[1]鈦鋁合金氣霧化及其燒結(jié)成形的組織與相結(jié)構(gòu)[D]. 楊冬野.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]Ti-45Al-10Nb合金的粉末冶金法制備與組織性能研究[D]. 李學(xué)問(wèn).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015

碩士論文
[1]TiAl基合金粉末冶金及組織性能研究[D]. 張弘飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]TiAl基合金熱變形行為及高溫力學(xué)性能研究[D]. 王輝.中南大學(xué) 2011



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