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热挤压后含Ta的TiAl基合金微观组织,力学性能及氧化行为研究

罗媛媛 , 曾卫东 , 奚正平 , 毛小南 , 杨英丽 , 吴金平 , 苏航标

稀有金属

对热挤压后新型TiAl合金Ti-46.5Al-3Ta-2Cr-0.2W的微观结构,力学性能及氧化行为进行了研究.结果表明,该合金挤压后微观组织主要由y和α2相组成近片层组织,其片层晶粒尺寸为50~70μm.通过不同冷却速率获得了等轴,近片层及全片层的结构,尤其是在油淬后的组织中发现了大量的块状相.拉伸试验结果表明,挤压后的合金室温屈服强度和抗拉伸强度分别从807和846MPa,降至800℃的620和760MPa,而其伸长率从2.16%提高至3%左右,说明该合金在高温条件下依然具有较高的强度.断口观察表明,与其他合金相比,该合金的裂纹长度较小,而且Ta的添加有利于合金塑性的提高.最后对新型TiA1基合金在800℃氧化行为进行了讨论,发现Ta的加入可以降低氧在TiAl合金的溶解度,同时因其本身具有低的扩散率,在升高温度时能抑制TiO2的生长.

关键词: 钛铝基合金 , 微观组织 , 拉伸性能 , 断口表面 , 氧化性能

钛铝基合金与4种陶瓷界面反应的研究

刘爱辉 , 李邦盛 , 南海 , 隋艳伟 , 郭景杰 , 傅恒志

稀有金属材料与工程

借助SEM和差热分析(DTA),研究了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料界面反应后金属侧的显微组织,并测定了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料的初始反应温度.结果表明,Ti48Al2Cr2Nb合金与锆英砂反应后的显微组织最粗大,为菊花状,而与Y2O3反应产物最细小均匀,为颗粒状;4种陶瓷材料对Ti48Al2Cr2Nb合金的初始反应温度依次为:1500,1400,1380和820℃.

关键词: 差热分析 , 界面反应 , 陶瓷 , 钛铝基合金

钛铝基合金渗硅层结构及抗高温氧化性能初探

梁伟 , 石巨岩 , 马晓霞 , 赵兴国 , 边丽萍

材料热处理学报 doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2003.02.005

研究了钛铝基合金固体渗硅后的渗层结构、抗高温循环氧化性能.结果表明:钛铝基合金固体渗硅后表层形成主要由Ti5Si3、Al2O3和Al3Ti、TiSi2、Si构成的复合渗层,该复合渗硅层有效阻止了高温氧化过程的进行,显著提高了钛铝基合金的抗高温循环氧化能力.

关键词: 钛铝基合金 , 金属间化合物 , 化学热处理 , 氧化 , 渗层

细晶TiAl基铸造合金的制备及其凝固特征

肖代红 , 黄伯云

稀有金属材料与工程

采用非自耗电弧熔炼铸造方法,制各了Ti-Al-Nb基铸造合金.通过X射线衍射、金相观察、扫描电镜及透射电镜等实验方法,研究了Al含量对基体合金显微组织与凝固特征的影响.结果表明,适当降低铸造合金中铝的含量,能制备出晶粒细小的Ti-44Al-2Nb-1Cr-1W-1B合金,其平均晶粒尺寸为50 μm.细晶TiAl基铸态合金中β相与γ相存在"伴生"现象;同时,该合金中一定量β相稳定元素W和Nb的加入,使高温β相得以在凝固过程中保留到室温,这种少量β相的存在也限制了a相晶粒的长大.

关键词: 钛铝基合金 , 制备 , 显微组织 , 凝固特征

冷坩埚定向凝固TiAl基合金热处理

丁宏升 , 廖博超 , 陈瑞润 , 聂革 , 郭景杰 , 傅恒志

材料热处理学报

针对冷坩埚定向凝固条件下获得的大尺寸TiAI基合金坯锭试样,采用不同热处理工艺参数,包括普通退火处理,温度循环热处理和快速加热循环热处理,并对坯锭热处理前后的组织和力学性能进行了比较.结果表明,合适的热处理工艺在不改变原始定向凝固钛铝基合金的晶粒状态的同时,可以使柱状晶内片层组织变得均匀和细小致密,并提高了其力学性能.定向凝固试样在1360℃温度以上出现再结晶和晶粒长大现象,而温度低于1150℃时则不然.温度循环热处理和快速加热循环热处理对细化定向凝固组织TiAI基合金的全片层组织都起到很好的促进作用.

关键词: 钛铝基合金 , 定向凝固 , 循环热处理 , 冷坩埚 , 力学性能

表面渗硅处理提高钛铝基合金高温抗氧化性

熊华平 , 李晓红 , 毛唯 , 李建平 , 马文利 , 程耀永

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2003.01.015

使用Al-Si合金熔体对钛铝基合金进行表面渗硅处理,在表层发生了不同程度的界面反应,生成成分比例不同的以Si,Ti,Al三元素为主的物相.表面渗硅处理可明显增强钛铝基合金的高温抗氧化性.经1173 K,100 h的恒温氧化后,表面涂层氧化生成致密的Si-Ti-Al-O复杂氧化物,而且表面涂层与TiAl基体之间还发生了一定程度的界面反应,生成Ti-Si及TiAl2化合物对于1053 K渗硅处理的试样,在恒温氧化过程中,表面Si-Ti-A1化合物的局部区域已经转化成为更加稳定的Ti-Si化合物.

关键词: 钛铝基合金 , Al-Si合金熔体 , 表面改性 , 抗氧化性

金属型底浇式真空吸铸钛铝基合金凝固的有限元模拟

叶喜葱 , 吴彬彬 , 罗爱娇 , 赵光伟

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201609011

利用ProCAST软件计算了Ti-47 Al-2 W-0.5 Si合金的热物性参数,并建立了金属型底浇式真空吸铸方法制备钛铝基合金叶片铸件的有限元模型,模拟了铸型温度、浇注温度、浇注速度对合金凝固过程的影响,得到了优化的浇注工艺参数,并进行了试验验证.结果表明:浇注温度的升高有利于缩孔缺陷的减少,浇注速度增大可使形成缩孔缺陷的趋势先减小后增大;铸型温度的提高有利于叶片隼部的补缩;优化的浇注工艺参数为浇注温度1620℃、浇注速度1 m.s-1、铸型温度20℃,在此条件下可获得几乎无缩孔缺陷的叶片铸件;模拟结果和试验结果相吻合,验证了所建模型的正确性.

关键词: 真空吸铸 , 钛铝基合金 , 凝固行为 , 缩孔

铸造条件对重力铸造TiAlNb铸件缩孔及夹杂气泡的影响

宫子琪 , 柴丽华 , 周峰 , 陈子勇 , 聂祚仁

稀有金属材料与工程

研究了感应凝壳炉熔炼的TiAlNb合金的陶瓷型壳重力浇铸.使用了扫描电镜(SEM),能谱仪(EDX)以及X射线光电子能谱(XPS)对铸造合金的显微组织及气孔缺陷进行分析.研究发现,氧化膜在气孔及缩孔中存在并且是这些缺陷的不均匀形核位置,而这些气孔缺陷一方面是浇铸过程中气体夹带形成,另一方面是气体小分子积聚形成.这些气孔广泛存在于铸件的表层及中心部分.铸件直径,模具温度,以及氩分压都对气孔缺陷的形成有一定的影响.

关键词: 钛铝基合金 , 铸造 , 微观组织 , 缺陷

表面渗硅处理提高钛铝基合金高温抗氧化性

熊华平 , 李晓红 , 毛唯 , 李建平 , 马文利 , 程耀永

金属学报

使用Al-Si合金熔体对钛铝基合金进行表面渗硅处理,在表层发生了不同程度的界面反应,生成成分比例不同的以Si, Ti, Al三元素为主的物相.表面渗硅处理可明显增加钛铝基合金的高温抗氧化性.经1173 K, 100 h的恒温氧化后,表面涂层氧化生成致密的Si-Ti-Al-O复杂氧化物,而且表面涂层与TiAl基体之间还发生了一定程度的界面反应,生成Ti-Si及TiAl2化合物.对于1053 K渗硅处理的试样,在恒温氧化过程中,表面Si-Ti-Al化合物的局部区域已经转化成为更加稳定的Ti-Si化合物.

关键词: 钛铝基合金 , null , null

表面涂少量氧化锰提高Ti47Al2Cr2Nb合金高温抗氧化性

辛丽 , 李铁藩 , 周龙江

中国腐蚀与防护学报

研究了表面涂少量MnCl2对Ti47Al2Cr2Nb合金900℃恒温氧化行为的影响。涂少量MnCl2后合金的氧化速率降低了50%以上,氧化膜也由TiO2和Al2O3的混合物变为以Al2O3为主的氧化物。发生上述变化的原因可能在于氧化开始时合金中钛与Cl反应形成钛的亚稳态氯化物挥发掉,合金表面形成一层致密的氧化铝膜,阻碍合金中的Ti向外扩散氧化,因此提高了合金的高温氧化性能。

关键词: 钛铝基合金 , surface applied MnCl2 , oxidation

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