Ti-40Al-10Fe合金的時效與強化研究.pdf

1、金屬間化合物是介于金屬合金和陶瓷之間的一類材料，它背離傳統(tǒng)的化學(xué)價概念，按照金屬鍵結(jié)合，并具有金屬的特性.TiAl基金屬間化合物是一種具有L10結(jié)構(gòu)的金屬間化合物。本文探索研究了Ti-40Al-10Fe(摩爾百分比)材料的制備工藝以及強化機制，用掃描電鏡進行樣品組織形貌的觀察，利用IN-CA350電制冷型能譜儀和D/max2500V型X射線衍射儀測定物相及合金顯微組織類型，使用JEM-2100F型透射電鏡觀察析出相的形貌以及以基體的位向

2、關(guān)系，使用HvS-500型顯微硬度計測量合金硬度曲線。
　　 長期以來人們主要是采用基于經(jīng)驗的試錯方法進行工藝及模具設(shè)計，這使得產(chǎn)品的費用高，研發(fā)周期較長并且產(chǎn)品的質(zhì)量也不能得到完全的保障，本研究突破一般傳統(tǒng)合金研究常采用的基于經(jīng)驗指導(dǎo)的試錯方法，避免了盲目的實驗和大量材料和精力的浪費。主要從探討調(diào)整析出相的生長方向?qū)r效強化效果的影響出發(fā)，以相變晶體學(xué)和相圖熱力學(xué)相結(jié)合為理論指導(dǎo)，使得Ti-Al-Fe型合金中析出晶體結(jié)構(gòu)和晶胞

3、參數(shù)滿足理論設(shè)計要求的，生長取向靠近滑移面法線的析出沉淀相，在本實驗中，用相變不變線理論計算出理論上可能的TiFe析出相的生長方向偏移基體滑移面(111)法線的角度小于10°，接近了其在基體TiAl的滑移面的法線，使阻擋位錯的效果得到了理論最大值，從而提高合金的高溫強度。如果成功，不僅成功制備得到了一種能代替性能優(yōu)越但又有一定局限性的Ti-Al-Nb系合金(觀察顯示Ti-Al-Nb系合金的析出相生長方向偏移基體TiAl的普通滑移面(11

4、1)的法線有54°，并沒有達到理論上的最佳析出強化效果)，而且還將促進相變晶體學(xué)的理論發(fā)展，也為合金的發(fā)展之路開辟一條全新的途徑。
　　 實驗結(jié)果表明，鑄態(tài)的 Ti-40Al-10Fe合金，無縮松縮孔等明顯缺陷，成分較為均勻且晶粒細小，并且在1000℃等溫時效2個小時之后達到了Hv硬度最大值604.6，雖然實驗所得到的產(chǎn)品性能獲得了預(yù)期的實驗效果，但試驗結(jié)果也表明：試驗之前預(yù)期的“在TiAl基體上上析出 TiFe相”的實驗設(shè)想沒