双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究

以元素粉末为起始粉末,采用双步球磨法(球磨+热处理+球磨)制备TiAl基纳米晶多相结构粉末(粉末成分为Ti-47Al(at%)、Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%))。采用XRD、SEM、EDS、DTA、粒度分布仪对两种粉末颗粒在球磨和热处理过程中的特性进行了表征和分析。结果表明,采用双步球磨法制备的多相结构纳米晶粉末杂质含量低,粒度分布均匀,合金元素弥散分布。一步球磨6 h获得Ti/Al均匀复合结构及实现Ti(Al)部分固溶;700℃,2 h热处理获得Ti3Al、Ti、Al3Ti、TiAl相,Al相已经消失;二步球磨实现晶粒尺寸、颗粒尺寸进一步细化。

双步球磨与放电等离子烧结制备细晶TiAl合金

采用双步球磨法和放电等离子烧结（SPS）技术制备细晶Ti-47Al（at%）合金,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）仪以及透射电子显微镜（TEM）等分析测试手段对球磨后的粉末形貌结构、相组成以及烧结块体的显微组织结构进行观察和分析。结果表明：双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸在20~40μm之间,内部结构均匀,主要由TiAl和Ti3Al相组成。放电等离子烧结后的块体主要由主相TiAl和少量的Ti3Al相及Ti2Al相组成,随着烧结温度的升高,Ti3Al相含量有所增加。当烧结温度为1000℃时,烧结块体获得的主要是等轴晶组织,等轴晶粒尺寸大多数在100~250nm之间。当烧结温度为1100℃时,烧结块体致密、无孔洞,等轴晶粒有明显长大的现象,显微组织主要由等轴状的TiAl相和片层状的Ti3Al相组成。

机械合金化与放电等离子烧结制备Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金

采用双步球磨法和放电等离子烧结技术制备细晶Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)(摩尔分数,%)合金,利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等对球磨后的粉末形貌、相组成以及烧结块体的显微组织结构进行观察和分析,研究烧结温度对Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸为10～40μm,内部结构较均匀,主要由TiAl和Ti_3Al相组成;放电等离子烧结后的块体主要由主相TiAl、少量的Ti_3Al相及Ti_2Al和TiB_2相组成;当烧结温度为1000℃时,烧结块体主要为等轴晶组织,等轴晶粒平均尺小于500 nm;当烧结温度为1100℃时,烧结块体致密、无孔洞,部分等轴晶粒明显长大;随着烧结温度的升高,Ti-45Al-5.5(Cr,Nb,B,Ta)合金的显微硬度随之增大,抗压强度和抗弯强度却随之降低;压缩断口形貌分析表明:Ti-45Al-5.5(C r,Nb,B,Ta)合金在1000℃时,属于沿晶断裂,在1100℃时,断口以沿晶断裂为主,存在部分解理断裂。弯曲断口形貌分析表明:Ti-45Al-5.5(C r,Nb,B,Ta)合金以沿晶断裂为主,存在部分解理断裂。