分級球磨和真空熱壓燒結(jié)制備高鈮TiAl合金的研究.pdf

1、TiAl基合金由于其高比強度、高比剛度和優(yōu)異的高溫性能而成為一類非常有潛力的高溫結(jié)構(gòu)材料。目前，TiAl基合金仍然存在室溫可加工性能差、高溫抗氧化能力不足的缺點，高鈮 TiAl基合金在改善合金的綜合性能方面有著很大的優(yōu)勢從而成為人們研究的熱點。
　　本文通過分級機械球磨+真空熱壓燒結(jié)工藝制備高鈮 TiAl基合金。為了提高合金的高溫性能和改善合金的室溫脆性，本文加入高含量的Nb元素(20at.％)。首先對元素粉末進行分級球磨(TiA

2、l高能球磨+Nb-TiAl低能球磨)，然后對球磨粉末進行真空熱壓燒結(jié)(低溫反應(yīng)燒結(jié)+高溫?zé)Y(jié))，最終制備出存在Nb延性相的高鈮TiAl基合金。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　分級球磨工藝的研究。根據(jù)機械球磨條件對粉末的影響規(guī)律，利用一級高能球磨制備 TiAl復(fù)合粉末，二級低能球磨制備 Nb-TiAl復(fù)合粉末，研究了球磨過程中粉末的顆粒形貌尺寸、晶粒大小、成分、熱穩(wěn)定性等參數(shù)的變化行為。通過觀察粉末的形貌照片和分析粉末成分變化，明確了

3、球磨過程中粉末顆粒形貌的變化機制；通過 TEM觀察，驗證了粉末的微觀變化機理；通過 XRD和DTA分析，對球磨粉末的熱穩(wěn)定性進行了分析，為后續(xù)燒結(jié)工藝提供參考。通過分級球磨工藝，最終制備出TiAl復(fù)合粉末顆粒細小均勻，Nb單質(zhì)顆粒均勻分布且形貌只發(fā)生細微變化的Nb-TiAl復(fù)合粉末。
　　真空熱壓燒結(jié)工藝的研究。根據(jù) TiAl金屬間化合物的反應(yīng)特點，采用真空熱壓燒結(jié)工藝(620℃低溫反應(yīng)燒結(jié)+1200℃高溫?zé)Y(jié))成功制備出高致密度