田素贵
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王琪
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于慧臣
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孙昊昉
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李秋阳
材料热处理学报
通过对铸态、固溶、固溶+实效处理后的TiAl-Nb合金进行蠕变性能测试及组织形貌观察,研究了不同工艺对合金组织与蠕变性能的影响.结果表明,铸态TiAl-Nb合金的组织由层片状γ/α2两相组成,具有锯齿状不规则形态的晶界位于不同取向的层片状团簇之间,其晶界区域为单一γ相非层片状组织.经1320℃/0.5 h(油冷)+1250℃/8 h(炉冷)后,合金获得了规则、平直且均匀分布的层片状γ/α2两相组织,并消除了近晶界区域的非层片状γ单相,可明显提高合金的蠕变抗力.在800℃/200 MPa蠕变条件下,铸态合金的蠕变寿命是147 h,经固溶+时效处理后,合金的蠕变寿命提高到297 h,在施加800 ～ 840℃温度和200～240 MPa应力范围内,测定出热处理态合金在稳态蠕变期间的表观蠕变激活能为432 kJ/mol.在高温蠕变期间,铸态合金的蠕变应变主要发生在近晶界区域的非层片状单一γ相内;蠕变期间,固溶+时效态合金中的裂纹在与应力轴成45°角、且平行于层片状结构的晶界处萌生,并沿晶界扩展,是合金在蠕变期间的主要断裂机制.
关键词:
TiAl-Nb基合金
,
热处理
,
组织
,
蠕变
,
断裂机制
田素贵
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吕晓霞
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于慧臣
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王琪
,
孙昊昉
,
李秋阳
稀有金属材料与工程
通过蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了铸态TiAl-Nb合金在近890～910℃温度区间的蠕变行为.结果表明,铸态TiAl-Nb合金的组织结构主要由层片状γ/α2两相组成,不同取向γ/α2两相层片状组织之间存在不规则锯齿状形态的晶界,该锯齿状非层片晶界由单一γ组成.在高温蠕变期间,合金具有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命;合金在蠕变期间的变形机制是大量位错以位错列的形式剪切层片状γ/α2两相,其中,大量位错在基体中滑移,发生反应可形成位错网,可促进位错的攀移,减缓应力集中,改善合金的蠕变抗力.与a2-Ti3Al相比,γ-TiAl相有较弱的强度.因此,蠕变期间合金中的裂纹易于在与应力轴呈45°角、且与层状结构相平行的晶界处萌生与扩展,直至蠕变断裂是合金在蠕变期间的断裂机制;其中,与层状结构相平行的断口呈光滑表面,而与层状结构呈一定角度的断裂表面存在撕裂棱,为较高强度的α2-Ti3Al相阻碍裂纹扩展所致.
关键词:
TiAl-Nb合金
,
组织结构
,
蠕变
,
变形特征
,
断裂机制
