粉末冶金Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金高温流变行为及本构模型研究

利用Gleeble-1500D热模拟实验机对元素粉末法制备的TiAl基合金进行等温压缩实验,实验温度为1100~1200℃,应变速率为0.1~0.001 s^(-1)。研究结果表明:粉末冶金Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金在等温恒应变速率压缩过程中产生了明显的动态再结晶,流动应力呈流动软化特征,其流变应力值随着变形温度的上升而降低,随应变速率的增大而增大;获得峰值应力下的激活能为563.67 kJ·mol^(-1)。基于BP神经网络建立了该合金的本构模型,结果显示预测值和实验值的拟合相关系数达0.9995,所建立的本构模型平均相对误差在4%以内。通过与Arrhenius型本构模型预测结果的各项统计参数进行对比,发现BP神经网络模型预测效果较佳,可客观真实地描述Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金的高温塑性变形行为。

真空烧结温度对Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金显微组织及力学性能的影响

为获得细晶TiAl合金及有效减少传统铸造带来的内部缺陷,采用真空热压烧结工艺制备了Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金,研究了烧结温度对TiAl合金微观组织及力学性能的影响。结果表明:Ti、Al元素粉末反应合成后,经XRD检测,3种烧结温度(1150、1240、1300℃)烧结后的合金主要由γ-TiAl和α_(2)-Ti_(3)Al2种基体相组成,随着烧结温度的增加,γ相含量增加,α_(2)相则减少;结合SEM观察发现,改变烧结温度可获得TiAl合金不同典型组织,其中1150℃烧结合金为近γ组织、1240℃烧结为双态组织、1300℃烧结为近片层组织,烧结温度的升高使得合金组织愈发均匀;配合EDS分析,烧结温度的升高有助于Nb元素在基体相中的扩散,同时合金密度随烧结温度的升高逐步增大,当烧结温度升至1300℃,合金的密度达到4.419g/cm^(3);通过力学性能检测,在1240℃烧结制备的TiAl合金组织为细小的双态组织,显示出较好的综合力学性能,其显微硬度为5270 MPa,在高温压缩时展示出良好的抗压强度。