田素贵
,
王琪
,
于慧臣
,
孙昊昉
,
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
李勇
,
刘国怀
,
王昭东
,
付天亮
,
李新中
,
苏彦庆
,
郭景杰
,
傅恒志
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00703
在Bridgman定向凝固炉中对Ti-46Al-(8,9,10)Nb合金进行定向凝固实验,研究了生长速率和Nb含量对TiAl-Nb合金的微观组织、相变路径以及溶质偏析的影响,获得了定向凝固TiAl-Nb合金相变过程与微观组织选择图.结果表明,生长速率的增加使得固/液界面发生了平界面-胞状界面-枝晶界面转变,并促进完全β相凝固转变为具有L+β→a包晶反应凝固过程,最终组织由a2/γ层片组织转变为具有a2/γ层片和B2相的多相组织.溶质Nb的添加对β相具有稳定作用,促进了完全β相凝固过程的发生以及a2/γ层片和B2相多相组织的形成.生长速率和Nb含量对相变过程和微观组织的影响与溶质偏析(S型偏析,β型偏析)过程密切相关.其中S型偏析程度的提高有利于促进包晶反应的发生,从而导致最终组织发生严重的溶质偏析以及大量B2相在枝晶心部的集中分布.β型偏析中溶质Nb在残余β相中的富集是形成B2相的主要来源,Nb的富集程度直接决定了B2相的形态和尺寸.根据关于生长速率和Nb含量的Ti-46Al合金相变过程和微观组织选择图可知,选择较高的Nb含量和较低的冷却速率能获得完全β相凝固过程,可以得到组织分布均匀、溶质偏析程度较低的定向凝固组织.
关键词:
TiAl-Nb合金
,
定向凝固
,
微观组织
,
溶质偏析
田素贵
,
吕晓霞
,
于慧臣
,
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
