新型多相TiAl合金的β/B2相含量变化及其对拉伸性能的影响

以新型多相TiAl合金(Ti-43.5Al-6(Nb、Cr、Ta))的挤压态组织为研究对象,先通过热处理分析该合金中β/B2相、α/α2相和γ相平均含量随固溶温度和保温时间的演变规律,然后测试合金在三相区内不同β/B2相含量时的室温和高温(750℃和800℃)拉伸性能。结果表明:在1190~1350℃范围内,γ相含量随固溶温度的升高和保温时间的延长逐渐减少,在1270℃时,γ相完全消失;在1190~1350℃范围内,β/B2相含量随固溶温度的升高先减少后增加,随保温时间的延长逐渐减少,而层片团的含量和尺寸与β/B2相的含量变化负相关;在1230~1280℃范围内,β/B2相平均含量可控制在10%以下;在1250~1270℃范围内,延长保温时间可将β/B2相平均含量控制在0.5%以下;当合金处于三相区时,控制β/B2相平均含量约6%,可得到综合拉伸性能优异的均匀细小近层片组织,且该组织的室温抗拉强度超过1050 MPa、室温伸长率1.5%~2%,750℃抗拉强度超过950 MPa,800℃抗拉强度超过850 MPa。

新型多相TiAl–(Cr,Nb,Mo)合金高温变形行为和组织性能研究

针对新型多相Ti–43.5Al–6(Cr,Nb,Mo)–0.1B合金,采用热压缩试验方法和包套热挤压的方式对合金的高温变形行为和拉伸性能进行了研究。结果表明,在温度1100~1250℃、应变速率1~0.001s^(–1)下,压缩50%后,试样完整无裂纹,合金表现出优异的热变形能力。建立了真应变0.6时的耗散系数图,低耗散系数区(η<0.3)主要分布在1100~1180℃、应变速率0.1~1s^(–1)工艺区间;高耗散系数区(η>0.55)主要分布在1160~1250℃、应变速率0.01~0.001s^(–1)工艺区间,高耗散系数区组织的再结晶体积分数较高,此区间为TCNM合金最优的热加工窗口。Tγ→0–80℃挤压+热处理后,获得了双态组织,其室温抗拉强度855MPa,伸长率为1.0%;Tγ→0–10℃挤压+900℃/6h/FC稳定化处理后,获得了层片取向沿挤压方向择优分布的近层片组织,合金的室温抗拉强度为1020MPa,伸长率为2.0%,800℃时抗拉强度为685MPa,表现出优异的强度和塑性匹配。

TiAl-V-Cr合金板材及其超塑性研究

TiAl合金具有低密度、高模量、阻燃性和优异的高温力学性能,已经成为一种新型轻质耐高温结构材料。以V和Cr元素合金化的TiAl合金板材为研究对象,开展了板材超塑性试验研究,采用EBSD、SEM、TEM等试验方法进行了组织表征。结果表明,板材由等轴γ晶粒、短条/块状B2相、少量的块状α_(2)相组成,平均晶粒尺寸约为3.5μm;TiAl合金板材在950℃/1×10^(-4) s^(-1)条件下拉伸变形,伸长率为345%,表现出了优异的超塑性,并利用这种特性制造出航空发动机尾喷口用复杂结构典型试验件。