元素Al、O及熱處理對鑄態(tài)Ti3Al合金組織和性能的影響.pdf

1、Ti3Al合金密度低、比強度高、具有優(yōu)異的高溫性能，是航空、航天飛行器理想的輕質高溫結構材料，但室溫塑性較差限制了它的應用，關于提高Ti3Al合金的室溫力學性能近些年已成為許多學者研究的重點。
　　本文研究了元素Al、O對鑄態(tài)Ti3Al合金組織和室溫拉伸性能的影響;制定了多種熱處理制度探索固溶溫度、固溶時間、冷卻速率和時效等參數對鑄態(tài)Ti-22Al-15Nb-1Mo合金組織和室溫拉伸性能的影響;采用脈沖鎢極氬弧焊的方法對精密Ti3

2、Al鑄件進行補焊，評價了此工藝對原鑄件性能的影響。
　　研究表明:Al在18.5-21at.％范圍內，隨著Al含量增加，鑄態(tài)Ti3Al合金中α2相的析出量增加，尺寸增大。Al含量在18.5-20.5at.％之間時，隨著Al含量增加室溫強度大幅度降低，延伸率明顯增加;而Al含量從20.5at.％增到21at.％，合金的抗拉強度和延伸率變化不明顯，只是稍微降低。O含量在0.068wt.％到0.15wt.％范圍內，隨著O含量的增加，初生

3、α2相、細小的次生α2/O相和B2相的形態(tài)、分布、所占的體積百分比沒有明顯變化。隨著O含量增加合金的強度逐漸增大，延伸率總體趨勢是降低，只是在中間存在波動。
　　固溶處理的冷卻方式為水淬和空冷時，鑄態(tài)Ti-22Al-15Nb-1Mo合金室溫主相是初生α2相和B2相，隨著固溶溫度的升高，初生α2相的體積百分比減少，形態(tài)沒有明顯變化;爐冷時，Ti-22Al-15Nb-1Mo合金室溫主相是初生α2相、次生α2/O相和B2相，初生α2相和

4、次生α2/O相在爐冷過程中粗化，隨著固溶溫度的升高，初生α2相和次生α2/O相的體積百分比沒有明顯變化，但是粗化程度加劇。在(α2+O)兩相區(qū)時效，隨著時效溫度和時效時間的增加，次生α2/O相的體積百分比增加，尺寸增大;在(α2+B2+O)三相區(qū)時效，隨著時效溫度和時效時間增加次生α2/O相的體積百分比減少，尺寸增大。在1020℃固溶1h然后冷卻，隨著冷卻速率的降低，Ti-22Al-15Nb-1Mo合金的室溫強度降低，延伸率升高。以保溫

5、棉包裹緩冷的方式時，固溶溫度和固溶時間對Ti-22Al-15Nb-1Mo合金的室溫強度和延伸率沒有明顯的影響。在1020℃/1h/SC固溶處理后以不同的時效溫度時效，Ti-22Al-15Nb-1Mo合金的室溫強度先升高后降低，室溫延伸率先降低后升高。
　　同質Ti-22Al-15Nb-1Mo焊絲補焊后的接頭經1020℃/1h/SC熱處理后的熔合區(qū)主要由α2相和B2相組成，補焊產生的熱影響區(qū)很窄，組織和母材相近;同質焊絲補焊易在熔合