稀土Y對Ti-48Al-2Nb-2Cr合金組織及性能的影響.pdf

1、TiAl合金具有低密度、高比強度與彈性模量、良好的蠕變性能及高溫性能，是本世紀最有潛力的輕質高溫結構材料之一，引起航天航空、汽車、化工等領域眾多研究者的青睞。然而TiAl合金室溫塑性低及800℃以上高溫抗氧化能力的不足制約了其快速規(guī)模化應用。合金化是改善TiAl合金塑性及高溫抗氧化性能的有效手段之一，本文采用水冷水冷銅坩堝高真空懸浮熔煉制備了添加稀土Y元素的Ti-48Al-2Nb-2Cr-xY(x=0.1，0.3，0.5)合金，分析了Y

2、元素對TiAl合金組織、力學性能及抗氧化性能的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn)稀土Y元素顯著細化了Ti-48Al-2Nb-2Cr-xY合金的樹枝晶組織，隨著Y元素的添加，細化效果越發(fā)顯著。Y元素還可以細化合金的片層間距，0.3at％Y合金添加具有最細的片層間距，過量的Y元素粗化了片層間距。Y元素在凝固前沿富集，在凝固前沿液中產(chǎn)生附加成分過冷促進促進形核、在晶界處生成YAl2相釘扎晶界抑制長大是Y細化組織的主要機制。Y元素提高了Ti-48Al-

3、2Nb-2Cr-xY合金壓縮性能，壓縮率隨著Y含量的增加一直增加，而屈服強度及抗壓強度先增加增加后減小，0.3at％Y合金具有最大的抗壓強度與屈服強度，當Y含量繼續(xù)添加時，抗壓強度反而降低，壓縮性能與硬度變化規(guī)律相同，滿足Hall-Petch關系。
　　1330℃/30min/FC熱處理后，Y元素細化了Ti-48Al-2Cr-2Nb-xY合金全片層組織，片層團尺寸從0at％Y時800μm降到0.5at％Y時180μm;當Y含量不超

4、過0.3at％時，Y細化了片層間距，Y添加為0.5at％時，片層間距開始粗化;在α單相區(qū)通過調(diào)整熱處理溫度、時間，可以小范圍控制片層團尺寸;采用雙溫熱處理制度有效細化了Ti-48Al-2Cr-2Nb-(0，0.3)Y合金片層團尺寸，0.3at％Y元素合金化配合雙溫熱處理制度簡單有效地將Ti-48Al-2Cr-2Nb合金全片層尺寸從單級熱處理制度得到的800μm降至100μm以下。
　　0.3at％Y提高了Ti-48Al-2Cr-2