单位质量反应热对铝热法直接制备Ti-Al-V合金的影响

分别对Al-TiO_2体系、Al-V_2O_5体系、Al-V_2O_5-TiO_2体系以及Al-V_2O_5-TiO_2-CaO体系单位质量反应热(q,J/g)进行了计算.考察了单位质量反应热对实验结果的影响.利用XRD物相分析仪、SEM扫描电镜以及ICP对合金进行了系统的分析.结果表明:Al-V_2O_5-TiO_2-CaO体系的单位质量反应热小于2 700 J/g,发热量不足,反应不能靠自热进行,需要对体系进行补充热量才能保证自蔓延反应顺利进行;CaO的加入会降低体系的单位质量反应热.合金的主要物相为Ti、Al金属间化合物、Al_2O_3及硅铁化合物.合金微观组织结构为基体相、板条状β相以及不规则的Al_2O_3夹杂相,单位质量反应热对合金中含硅相的尺寸及分布有较大影响.随着单位质量反应热的增加,合金中Ti的含量呈下降趋势,合金中的铝呈上升趋势,V、Fe、Si元素含量(质量分数/%)随单位质量反应热的增加基本保持不变.制备合金中Al的质量分数最低为9.35%,Fe最低为2.17%,Si最低为0.78%,V最高含量为4.30%.

电子束冷床熔炼Ti-Al-V合金过程中Al元素的挥发损失

采用电子束冷床熔炼Ti-Al-V合金扁锭,对扁锭化学成分和熔炼工艺进行对比分析。结果表明,熔炼速度显著影响铸锭长度方向成分的稳定性,铸锭长度方向Al含量随熔炼速度的增加而升高,反之亦然;电子束冷床熔炼铸锭横向截面成分较均匀,未出现Al元素的偏析现象。通过对电子束冷床熔炼3个阶段熔体流动特征分析表明,冷床和结晶器内熔体界面层的质量传递不再服从Machlin模型,提出了原料熔化、冷床熔炼、结晶器凝固3个阶段Al元素挥发通量的计算方法,理论计算结果与实验结果基本吻合。

时效对新型Ti-Al-V中熵合金组织性能的影响

采用真空悬浮熔炼法制备出新型Ti-Al-V中熵合金,使用全自动密度天平测定合金密度,并对其分别在500 ℃和700℃下时效处理2 h,利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和维氏显微硬度计研究时效温度对其显微组织、物相组成及力学性能的影响。结果表明:Ti-Al-V中熵合金是一种轻质(密度4.18 g/cm^(3))、高硬度(铸态505 HV)新型合金;铸态和时效后的合金中均存在BCC结构的基体和HCP结构的富Ti板条状/粒状/针状析出相两种相结构;时效处理的合金中析出相数量相比铸态明显增加,并且时效温度提高,粒状/针状形貌的析出相数量进一步增加;铸态时合金的硬度较高,但力学性能均匀性差,随着时效温度的升高,合金硬度逐渐降低,但力学性能相对更均匀。