機(jī)械合金化Al-Ti混合粉末的組織和熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、Ti-Al基金屬間化合物具有輕質(zhì)(密度小)、熔點(diǎn)高、強(qiáng)度大、耐腐蝕和抗氧化能力強(qiáng)的性能,被認(rèn)為是一種極具應(yīng)用潛力的新型航空航天結(jié)構(gòu)材料.但此類金屬間化合物室溫延性和韌性差,阻礙其實(shí)際應(yīng)用.傳統(tǒng)的制取Ti-Al工藝常采用真空熔煉,需要液相溫度以上,鑄錠晶粒較粗大,易于產(chǎn)生裂紋,且成分偏析比較大.為了在常溫下或者低溫下制取此種金屬間化合物,我們采用機(jī)械合金化和反應(yīng)燒結(jié)技術(shù),有望成為制備高性能Ti-Al基合金的有效途徑.該文主要對(duì)機(jī)械合金化A

2、l/Ti混合粉末的組織和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究.該文介紹了機(jī)械合金化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,闡述了Ti-Al基合金的物理特性和前人的研究成果;利用機(jī)械合金化技術(shù)制取了Al-x at.％Ti(x=6,12,25,50,80)合金粉末,并且對(duì)部分粉末進(jìn)行后續(xù)壓坯和反應(yīng)燒結(jié)處理.通過對(duì)Ti-Al合金粉末系列樣品的X射線衍射、掃描電鏡、差熱分析等技術(shù)的測量,我們得到如下主要結(jié)果:1 對(duì)于Al-6at.％Ti混合粉末,結(jié)果表明:球磨作用使Al、Ti粉末的顆粒

3、尺寸得到有效細(xì)化(SEM分析),球磨時(shí)間越長,Al/Ti粉末儲(chǔ)備能量越大,生成Al-Ti金屬間化合物所需的反應(yīng)激活能越低(DTA分析);經(jīng)90h球磨的粉末在660℃下經(jīng)6h熱處理后生成Al<,3>Ti,還有少量的Al<,2>Ti,Al<,5>Ti<,2>生成.2 對(duì)于Al-12&25at.％Ti混合粉末,發(fā)現(xiàn)當(dāng)球磨50h時(shí),發(fā)生強(qiáng)烈的燃燒反應(yīng),因?yàn)锳l是較活潑元素,顆粒細(xì)化大大提高了比表面積,和氧氣接觸生成了大量的Al<,2>O<,3>

4、,但沒有發(fā)現(xiàn)Al-Ti金屬間化合物;發(fā)生這一反應(yīng)的范圍大約在10~30at.％Ti.3 Al-50at.％Ti粉末試樣的研究結(jié)果表明:經(jīng)過140h的球磨作用,中間形成了hcp相的亞穩(wěn)態(tài)Ti(Al)超飽和固溶體,最終反應(yīng)產(chǎn)物是非晶相;對(duì)粉末壓坯進(jìn)行固態(tài)反應(yīng)燒結(jié),生成的平衡產(chǎn)物是AlTi和Ti<,3>Al.4 Al-80at.％Ti粉末試樣的X射線衍射譜分析顯示,球磨250h形成了Ti(Al)超飽和固溶體.5 利用Miedema模型計(jì)算了A