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1、TiAl合金由于具有高比強(qiáng)度、密度低和比模量、低的蠕變速率和優(yōu)異的高溫抗氧化能力,使其具有替代鎳基高溫合金的潛力。然而,TiAl合金嚴(yán)重的室溫脆性限制了其廣泛應(yīng)用,所以改善TiAl合金的室溫脆性一直是研究的熱點(diǎn)。據(jù)報(bào)道,納米相和合金元素可在同時(shí)提高強(qiáng)度和塑/韌性方面發(fā)揮積極作用。因此,本實(shí)驗(yàn)采用納米TiB2作為增強(qiáng)相,研究其對(duì)TiAl合金室溫力學(xué)性能和微觀組織的影響。同時(shí)也設(shè)計(jì)了兩種合金體系,采用真空電弧熔煉的方法,進(jìn)行制備,并結(jié)合熱處
2、理的方法,改善合金的力學(xué)性能,研究合金元素對(duì)TiAl的影響。
(1)實(shí)驗(yàn)方法采用行星球磨機(jī)混粉,SPS燒結(jié)制備了Ti-46Al(at.%)-x(x=0、0.5、1.0、1.5)vol.%TiB2,并測(cè)試了室溫壓縮性能。結(jié)果表明,當(dāng)納米TiB2含量為0.5vol.%時(shí),TiAl復(fù)合材料力學(xué)性能的提高相對(duì)較為顯著,與Ti-46Al合金相比提高了71.2%和37.5%,分析認(rèn)為納米TiB2對(duì)TiAl有著晶粒細(xì)化的作用,但隨著納米Ti
3、B2的增加,納米TiB2的團(tuán)聚也越發(fā)嚴(yán)重,并且納米TiB2主要集中在晶界處,可能對(duì)基體產(chǎn)生了割裂作用,反而降低了力學(xué)性能。
?。?)試驗(yàn)研究了在鑄態(tài)條件下Mn、Nb、V等合金元素對(duì)TiAl組織和力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鑄態(tài)合金存在合金元素的偏析,同時(shí)由于Nb元素的存在,產(chǎn)生了B2相,由于元素的偏析和B2相的存在,以及鑄造過(guò)程中容易產(chǎn)生縮孔等缺陷,導(dǎo)致材料仍展現(xiàn)出很大的脆性。對(duì)兩種材料進(jìn)行XRD分析,組成相主要為TiAl、T
4、i3Al、B2相,同時(shí)還存在AlNb2、Al3Ti0.75Mn0.18V0.08。其中TiB2主要起細(xì)化鑄造組織的作用,并且在鑄造過(guò)程中,主要分布在晶粒內(nèi)部,但在熔煉的過(guò)程中部分TiB2存在重熔的現(xiàn)象。
?。?)針對(duì)上述鑄態(tài)合金存在元素偏析,進(jìn)行了相應(yīng)的熱處理。熱處理的試驗(yàn)研究了在Tγ-solvus的溫度區(qū)間內(nèi)不同溫度對(duì)TiAl合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。熱處理后的主要相為TiAl、Ti3Al、以及B2相,熱處理后并不能完全消
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