發(fā)布時間：2020-11-20 05:03

　　 本實驗以典型β-γ型鈦鋁合金Ti-44Al-4Nb-1Mo-0.1B為基本成分(以下簡稱基體合金),向其中加入β相穩(wěn)定元素Cr、V、Nb及稀土元素Y進(jìn)行合金化,探索各合金元素對Ti-44Al-4Nb-1Mo-0.1B合金組織、高溫抗氧化性及硬度方面的影響。所得實驗結(jié)果如下:(1)所有合金的組織均由層片團和B_2相組成,β相穩(wěn)定元素的加入,使合金的層片團得到細(xì)化,含3Cr合金晶粒最小,未合金化的基體合金晶粒最大;(2)經(jīng)過均勻化處理,層片團間的B_2相發(fā)生分解,各合金呈不同的組織狀態(tài),未合金化基體合金為近雙態(tài)組織,含1Cr合金為全片層組織,含1V合金為雙態(tài)組織,含0.1Y合金為雙態(tài)組織,6Nb為近雙態(tài)組織,說明Cr合金元素均可以降低了基體合金的Tα溫度,對于此合金Nb元素對Tα溫度并無很大影響,Y、V元素則相對提升Tα溫度;(3)幾種合金化元素中,Nb和Y對合金的高溫抗氧化性提升作用明顯,Cr、V降低合金的高溫抗氧化性。含8Nb合金高溫抗氧化能力最強,含0.3Y合金高溫抗氧化性其次,含3V合金的高溫抗氧化性最差;含3Cr合金硬度最高,含0.3Y合金硬度最低;(4)所研究的幾種合金中,Cr、V的加入惡化了基體合金的高溫抗氧化性,Y和Nb改善了合金的高溫抗氧化性,綜合高溫抗氧化性和硬度測試,Y和Nb合金化后的合金具有繼續(xù)研究價值。
【學(xué)位單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TG146.23
【部分圖文】：

孔凡濤等人采用包套鍛造技術(shù)對 Ti-43Al-9V-0.3Y 進(jìn)行了鍛造，并金進(jìn)行軋制，利用高溫下β相變形抗力低，易于高溫變形的性質(zhì)成功的制合金板材，是當(dāng)時國內(nèi)最大的 TiAl 合金板。TiAl 合金的組織與性能TiAl 合金中常見的組織 TiAl 合金中存在兩種常見的 TiAl 間金屬化合物：Ti3Al 及 TiAl。其中 Ti3α2-Ti3Al 相。α2-Ti3Al 相呈六方結(jié)構(gòu)，根據(jù) TiAl 相圖，在 Al 含量為 20at%2-Ti3Al 相單獨析出。TiAl 化合物為γ-TiAl 相，呈現(xiàn)四方的 L10有序結(jié)構(gòu)，在50at%-58at%時單獨析出。由γ-TiAl 和α2-Ti3Al 相組成的γ鈦鋁化合物已成為溫合金的材料[19]。由于合金組織受外界影響較大，因此在合金凝固過程中的雙相組織。如圖為兩種常見的雙相組織：雙態(tài)組織和全片層組織。其中軸γ相和α2+γ片層組織混合組成。全片層組織則由α2-Ti3Al 與γ-TiAl 交替排a b

6(a) 近γ組織 (b) 雙態(tài)組織 (c) 近層片狀組織 (d) 全層片狀組織圖 1.2 熱處理后的四種典型組織合金中其中常見的組織包括雙態(tài)組織(Duplex)，近γ組織(Near Gr Lamellar)以及全片層組織(Full Lamellar)，四種組織的特性如下組織(Duplex)：TiAl 合金在α+γ兩相區(qū)退火可得到雙態(tài)組織。由成，晶粒尺寸一般較小，在（10~40μm 之間）。組織(Near Gamma)：TiAl 合金在略高于 Te 溫度進(jìn)行退火，經(jīng)空，由等軸γ晶粒+細(xì)小的α2相組成，其內(nèi)非均勻分布等軸晶粒。層組織(Near Lamellar)：TiAl 合金在(α+γ)兩相區(qū)略低于 Tα溫度由γ/α2片層團+少量在分布在片層團間的等軸γ晶粒組成。層組織(Full Lamellar)：TiAl 合金 Tα溫度以上，即α單相區(qū)進(jìn)行

用純鈦棒(99.99 wt.%)、純鋁粒(99.99 wt.%)、純鉻塊、純釩粉金顆粒、Al-50Mo 中間合金顆粒、Al-10Y 中間合金顆粒。合金iAl 合金的基本成分范圍，Ti-(40-45)Al-(2-7)Nb-(1-9)(Cr，V，M)（at%，文中除特別說明外，涉及的合金成分均是指原子比）為β相穩(wěn)定元素。根據(jù) TiAl 二元相圖，如圖 2.1，合金中不同 典型的三種凝固路徑如下：at%)<44%有 L→β，全部為β相凝固，不發(fā)生包晶反應(yīng)，此時的相變路徑β→β+α→α→α+γ→α2+γat%)=44%~48%要是 L→β以及包晶反應(yīng) L+β→α，此時的相變路徑如下：β+α→α→α+γ→α2+γat%)>48% L→α，凝固方式變成α相凝固，此時的相變路徑如下：α→α+γ→α2+γ
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本文編號：2890993