高溫自潤(rùn)滑TiAl基合金的制備及其性能研究.pdf

1、在TiAl合金中添加CaF2-BaF2共晶體創(chuàng)新出的新型輕質(zhì)摩擦學(xué)材料可大幅度地改善高速摩擦副的動(dòng)力學(xué)性能。 論文首次以TiAl合金為基，通過(guò)添加CaF2-BaF2共晶體制備出高溫自潤(rùn)滑TiAl新型合金，并研究了其結(jié)構(gòu)特征、物理性能和摩擦學(xué)特性。 文中在大量的工藝試驗(yàn)基礎(chǔ)上，優(yōu)選出高溫自潤(rùn)滑TiAl合金的燒結(jié)工藝(燒結(jié)溫度1200℃，保溫30min，燒結(jié)壓力為30MPa)，在此工藝范圍內(nèi)，TiAl合金顯現(xiàn)出高的彎曲強(qiáng)度和

2、斷裂韌性。通過(guò)添加強(qiáng)化粒子，使合金界面的粒子成為位錯(cuò)移動(dòng)的阻礙，位錯(cuò)線切過(guò)粒子時(shí)形成位錯(cuò)環(huán)，從而產(chǎn)生Orowan位錯(cuò)強(qiáng)化，進(jìn)一步增強(qiáng)了合金的力學(xué)性能。 為了實(shí)現(xiàn)高溫自潤(rùn)滑TiAl合金的相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，文中研究了其微觀結(jié)構(gòu)和相結(jié)構(gòu)特征。研究表明：該新型合金組織主要為γ-TiAl相和α2-Ti3Al相，顆粒中心是富Al的α-Ti；但該相結(jié)構(gòu)與熱壓溫度有關(guān)，當(dāng)熱壓溫度升高1200℃時(shí)，合金中的相顆粒狀物聯(lián)接成島狀，同時(shí)在基體相中出現(xiàn)了一

3、些較為規(guī)整的晶粒和孿晶。顯微組織由α2/γ層片狀晶團(tuán)和γ晶粒組成，其中，α2/γ層片狀晶團(tuán)的尺寸在50-100μm之間，γ晶粒為10-40μm之間，而且層片晶團(tuán)內(nèi)板條的厚度較大。 為了提高TiAl合金的高溫工作可靠性，文中重點(diǎn)研究了其抗氧化性能。研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)在TANC(Ti-48Al-2Nb-2Cr)基體中添加不同潤(rùn)滑劑，可影響其氧化動(dòng)力學(xué)曲線，當(dāng)固體潤(rùn)滑劑含量為5％時(shí)，其動(dòng)力學(xué)曲線呈拋物線形狀，且能夠阻塞氧擴(kuò)散通道，從而提高其