快速凝固TiAl基合金的組織及性能研究.pdf

1、采用快速凝固旋鑄法制備了二元合金 Ti-44Al、Ti-48Al和高 Nb-TiAl基合金Ti44Al6Nb1.0Cr、Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V的合金薄帶，研究了傳統(tǒng)鑄態(tài)和不同冷卻速率下快速凝固TiAl基合金合金的相組成、顯微組織及力學(xué)性能變化，研究了同一冷卻速率下 Al含量對二元合金顯微組織的影響；研究了合金元素 Nb、Cr、V對快速凝固合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響機(jī)理。主要得到以下研究結(jié)果。
　　二元合金Ti-4

2、4Al、Ti-48Al在傳統(tǒng)鑄態(tài)和快速凝固下都是由γ相和α2相組成，但快速凝固α2相含量較鑄態(tài)合金提高。鑄態(tài)二元合金Ti-44Al、Ti-48Al室溫平衡組織主要是片層組織，晶粒尺寸在幾百微米之間?？焖倌虠l件下，隨著冷卻速率增大，組織逐漸向細(xì)小的等軸晶轉(zhuǎn)變。提高冷卻速率，晶粒尺寸減小至幾十微米左右。快速凝固下組織更均勻。由于細(xì)晶強(qiáng)化作用和α2相硬度較大使得快速凝固合金顯微硬度比鑄態(tài)合金的顯著提高，其中合金 Ti-44Al的顯微硬度提高

3、至少100％。
　　傳統(tǒng)鑄態(tài)合金Ti44Al6Nb1.0Cr(2.0V)主要包含γ相和少量的α2相及B2相?？焖倌蘐i44Al6Nb1.0Cr(2.0V)合金主要包含γ相和α2相。B2相含量明顯減少以致沒有檢測到。隨著冷卻速率的增大，晶粒尺寸明顯降低?？焖倌田@微組織中等軸晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了偏析，但偏析得到一定改善?？焖倌?Ti44Al6Nb1.0Cr(2.0V)合金顯微硬度較其傳統(tǒng)鑄態(tài)有所提高。
　　對同一冷卻速率4.9×

4、105K/s的Ti-44Al合金和Ti-48Al合金的顯微組織對比分析：Ti-48Al的晶粒尺寸更小。相同條件下的快速凝固，晶界間的Al富集可能會直接形成γ相，且α→γ相轉(zhuǎn)變時(shí)，α相的分解同時(shí)也減小了晶粒尺寸。
　　Nb、Cr、V合金元素添加到TiAl基合金中，一方面高熔點(diǎn)元素使得合金熔點(diǎn)提高，在原來的基礎(chǔ)上增大了過冷度，提高形核速率；另一方面，添加擴(kuò)散率低的Nb、Cr、V合金元素，在凝固過程中阻礙擴(kuò)散反應(yīng)的進(jìn)行，晶粒長大速率緩慢