热处理工艺对电子束选区熔化成形TiAl合金显微组织和硬度的影响

采用电子束选区熔化技术(selective electron beam melting,SEBM)制备Ti-47Al-2Cr-2Nb合金,并对成形试样进行不同工艺的热处理,研究了热处理温度和冷却方式对显微组织和显微硬度的影响.结果表明:SEBM成形的TiAl合金组织由粗大的γ板条和B2相组成.随着保温温度的增加,显微组织分别呈双态组织、细小的近片层组织和全片层组织,显微硬度分别为331HV_(0.5),365 HV_(0.5)和352 HV_(0.5);接着研究了冷却方式对SEBM成形TiAl合金试样组织的影响,淬火后的组织由块状的α相和B2相组成,空冷后的组织为具有细小片层间距的近片层组织构成,而炉冷后的组织由片层间距相对较宽的近片层组织构成,淬火后的组织显微硬度最高,为502 HV_(0.5).

激光熔化沉积成形TiAl合金组织及力学性能研究

利用增加预热措施的激光熔化沉积(LMD)方法制备出高度为30cm、致密无裂纹的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金(以下简称TiAl合金),对其内部缺陷、显微组织、相组成和力学性能进行了研究。微纳CT(computed tomography)测试结果显示,预热后制备的TiAl合金致密度为99.996%,气孔数量明显少于未预热制备的TiAl合金;利用光学显微镜及扫描电子显微镜发现其显微组织为片层组织、亚稳的魏氏组织和羽毛状组织;通过能谱仪设备仅观察到Cr、Nb元素存在轻微偏析;对试样进行电子背散射衍射实验,试样主要相组成为γ相,含有少量的α_(2)相及B2相;预热后制备的TiAl合金的平均局部取向差(KAM)值略高于未预热制备的合金;此外,对致密无裂纹的合金的硬度和拉伸性能进行了测试,合金的显微硬度为350HV0.5,室温抗拉强度为497MPa,延伸率为0.49%,其拉伸性能高于传统铸造的TiAl合金。因此,增加预热措施对LMD成形高致密度且无裂纹的TiAl合金具有重要的指导意义。