定向凝固ti(50,52)at.al合金組織演化規(guī)律研究

1、圖書分類號：TG146.2+3 U.D.C.: 669.295 工學(xué)碩士學(xué)位論文 定向凝固 Ti-(50,52)at.%Al 合金 組織演化規(guī)律研究 碩 士 研 究 生： 肖 偉 導(dǎo) 師： 郭景杰 教授 副 導(dǎo) 師： 李新中 講師 申請學(xué)位級別： 工學(xué)碩士 學(xué) 科 、 專 業(yè)： 材料加工工程 所 在 單 位： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 答 辯 日 期： 2008 年 6 月 授予學(xué)位單位： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位

2、論文 摘 要 本文以Ti-Al合金為研究對象，選取Ti-50at.%Al，Ti-52at.%Al兩組合金成分，在1μm/s~35μm/s的凝固速度區(qū)間內(nèi)開展了定向凝固實驗研究。通過光學(xué)金相，電子顯微分析技術(shù)對從初始過渡到穩(wěn)態(tài)凝固組織的演化規(guī)律及其對后續(xù)固態(tài)相變形成的片層結(jié)構(gòu)取向的關(guān)系進行了研究。 研究結(jié)果表明：隨著生長速度的加大，固液界面形態(tài)由平到胞、枝再到等軸晶變化；對于Ti-50at.%Al合金，在低速條件下以α單相凝固，隨著生長

3、速度的加大，α胞、枝之間出現(xiàn)少量的γ相，α相在凝固過程中始終占優(yōu)；對于Ti-52at.%Al合金，其凝固組織由α和γ兩相組成，隨著生長速度的增大，凝固組織由平面α和島狀γ相轉(zhuǎn)變成α和γ胞狀共生，再轉(zhuǎn)變成枝晶α和枝晶間γ相，γ相的體積含量逐漸增加，主要由液相直接凝固得到；在較高的生長速度條件下，α初生相以枝晶形態(tài)生長，α相與液相的接觸面積加大，促進了γ α → + L 包晶反應(yīng)，α枝晶臂被消耗形成細(xì)小的α晶粒。 α相在后續(xù)的固態(tài)相變過程中

4、轉(zhuǎn)變成α2/γ片層組織。在通常情況下，由于α母相與片層組織中γ相確定的位向關(guān)系，得到片層取向與生長方向垂直的α2/γ片層組織。但是當(dāng)α相以鑄態(tài)晶粒為形核襯底時，α2/γ片層保留了原始鑄態(tài)晶粒內(nèi)的片層取向。同時在高的生長速度條件下，定向凝固過程中形成了大量枝晶主干偏離熱流方向的α枝晶，當(dāng)熔體前方新形成的枝晶以之為形核襯底時，保留了原有枝晶內(nèi)的片層取向。因此可以利用母體合金本身“自引晶”來控制片層取向。 關(guān)鍵詞 TiAl；包晶合金；定向凝固