TiAl基合金板材制備與組織性能研究.pdf

1、TiAl基合金因其輕質、高強、抗蠕變和抗氧化性能突出等優(yōu)點,引起了國內(nèi)外學者廣泛關注。TiAl基合金板材不但可以直接用做結構材料,還可以用做功能材料,如發(fā)動機殼體等。目前,隨著TiAl基合金實用化進程的發(fā)展,對制備TiAl基合金板材的要求越來越迫切。但是TiAl基合金室溫塑性很低、加工性能很差,因此TiAl基合金板材制備的難度很大。必須選擇合適的加工路線和合適的工藝參數(shù)才能制備出質量良好的TiAl基合金板材。本文采用鑄錠冶金的方法來制備

2、TiAl基合金板材,其中包括鑄錠制備、包套鍛造和包套軋制三個階段。本文采用水冷銅坩堝真空感應電爐制備TiAl基合金鑄錠,其實測成分為Ti-44.28Al-9.25V-0.23Y。結果表明,鑄態(tài)TiAl基合金的相組成為α2、γ、B2和少量的YAl2相,其中一部分α2和γ相以片層形式存在。鑄態(tài)組織的晶粒在50～100μm之間。釩元素較多地存在于B2相中,而稀土釔元素偏聚于YAl2相中。鑄態(tài)合金的塑性很差,室溫下,σ0.2、σb和δ分別為41

3、9.5MPa、510.6MPa和0.5％。700℃下,σ0.2、σb和δ分別為342.6MPa、425.8MPa和5.7%。采用包套鍛造方法制備TiAl基合金餅材,鍛后合金的相組成仍為α2、γ、B2和YAl2相。經(jīng)過塑性變形和再結晶過程,合金中的片層組織消失,晶粒得到明顯細化,晶粒尺寸在10μm以下,稀土相被打碎或延變形方向呈鏈狀分布。室溫下的拉伸性能指標σ0.2、σb和δ分別為551.2MPa、613.8MPa和1%。采用包套軋制的方

4、法制備TiAl基合金板材。通過選擇合適的軋制工藝,成功得到了尺寸為340×(65～110)×2mm的TiAl基合金板材。軋態(tài)TiAl基合金的相組成為α2、γ、B2和YAl2相,軋制變形后,稀土相的分布更加彌散均勻。由于合金冷卻速度較低,再結晶晶粒有一定程度的長大,軋態(tài)組織較鍛態(tài)組織有一定程度的粗化。稀土相分布的更加均勻室溫下,合金的力學性能指標σ0.2、σb和δ分別為509.1MPa、611.7MPa和1.2%,700℃下,合金的力學性