热处理对大尺寸铸态高Nb-TiAl合金组织中S-偏析的影响

研究了热处理对铸态高Nb-TiAl合金组织中S-偏析的影响。试验结果表明,对合金试样在Tα温度以上(1350-1400℃)进行热处理可以消除S-偏析,短时间内保温组织中会再次出现大量的β相,长时间保温后β相完全溶解并转变为α相,其冷却到室温变为片层组织;在Tα温度以下α+γ两相区(1250-1330℃)由于γ相的存在不能消除S-偏析。合金试样经过1350℃/24h+900℃/30min/AC和1400℃/12h+900℃/30min/AC处理后,S-偏析都得到了有效的消除,并分别获得平均晶粒尺寸为210μm和120μm的片层组织。

TiAl-Nb基合金多元合金化的研究进展和应用现状

综述了TiAl-Nb基合金的多元合金化方面的最新研究进展,主要内容包括TiAl-Nb基合金的性能特点、多元合金化的研究进展和应用现状。阐述了以近年发展的多元合金化方式改善Ti-Al-Nb基合金力学性能和高温抗氧化性能的研究成果,展望了TiAl-Nb基合金多元合金化的发展趋势和应用前景。

高Nb-TiAl合金凝胶注模成形的制备研究

以球形的预合金粉末Ti-45Al-8.5Nb-0.2B-0.2W-0.1Y和元素混合粉Ti+45%Al+10%Nb(%,原子分数)作为原料,研究了凝胶注模成形和氩气烧结制备高Nb-TiAl合金的工艺。研究结果表明球形的预合金粉悬浮液浆料流变性良好,其悬浮液固相含量最高达70%(体积分数),经过凝胶注模体系成形干燥后的坯体在1480℃氩气气氛下烧结2h后,烧结体相对密度达到99.1%,而元素混合粉的固相含量只有50%(体积分数),烧结体的相对密度为85.5%。通过X射线衍射分析和扫描电镜观察表明,以预合金粉为原料得到的样品主要成分是γ-TiAl和β-Ti2Al,以元素粉为原料得到的样品主要成分是γ-TiAl,并含有少量的α和β相,其组织是近片层。高Nb-TiAl合金的预合金粉末经凝胶注模成形和烧结后,可获得组织均匀的高致密度合金,其抗压强度为1715MPa,相对压缩率为1.85%。

热处理对锻态Ti-45Al-9Nb-Y合金组织和性能的影响

为了获得不同典型组织,对锻态Ti-45Al-9Nb-Y合金进行不同工艺的热处理。在1330℃锻态Ti-45Al-9Nb-Y合金进行高于锻造温度的热处理,等轴γ晶粒内析出魏氏α相。魏氏α相以Blackburn位向关系在γ相内形成,其出现有利于双态组织中片层晶团的形成,因此锻态Ti-45Al-9Nb-Y合金在1340℃保温10 min即可获得双态组织。在全层片组织的热处理中,魏氏α相基本消失,1410℃保温30 min可获得全层片组织。不同形态的组织力学性能测试表明:全层片组织的强度最高在800℃,可达710 MPa;双态组织在900℃的伸长率可达42%左右。

Ti_2AlC/TiAl(Nb)复合材料热变形能力

采用Gleeble3500热模拟试验机对Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料进行高温压缩实验,实验温度范围为1000℃～1150℃,应变速率范围为10-3s-1～10-1s-1,工程压缩应变为50%,得到复合材料高温压缩真应力-真应变曲线。结果表明,Ti2AlC/TiAl(Nb)复合材料的高温变形流变应力对温度及应变速率敏感;流变应力随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小,可用位错-颗粒交互作用模型解释复合材料的应力-应变行为;Zenner-Hollomon参数的指数函数能够较好的描述该合金高温变形时的流变应力行为。建立的本构方程为ε=9.31×1011[sinh(0.0044σ)]2.52exp[-366.2/(RT)],其变形激活能为366.2kJ/mol。

Improvement in the liquid zinc corrosion resistance of high Nb-TiAl alloys by pre-oxidation in a SiO_2-powder pack

The influence of pre-oxidation on the liquid zinc corrosion resistance of high Nb-TiAl alloys was investigated. The pre-oxidation was performed by heating the specimens, buried in silica powder and encapsulated in a silica tube under a vacuum of 1.3x10-5 Pa at 950℃ for 12 h. Experimental results showed that the preoxidized sample exhibited much higher liquid zinc corrosion resistance than that for the comparative samples. This excellent liquid zinc corrosion resistance was attributed to the formation of high-quality oxide scale during peroxidation. The corrosion of all the samples in liquid zinc was caused by a localized breakdown in the oxide scales. The continuous and dense oxide scale formed during preoxidation substantially may prevent the liquid zinc from diffusing to the substrate, and its good continuity may also reduce the possibility of localized breakdown in the oxide scale.

高铌TiAl合金与陶瓷型壳的界面反应

研究了高铌TiAl合金Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.1B-0.1Y(at%)分别与Al2O3/ZrO2/Y2O3坩埚的界面反应。测得界面反应层的厚度分别为40,170和20μm。研究中最大的发现在于Ti-44Al-8Nb-0.2W-0.1B-0.1Y(at%)合金在3种坩埚中凝固后显微组织的转变。经测定该合金在3种坩埚中凝固获得的试样中氧含量分别为0.35,0.41和0.11(at%)。由于在合金熔化和凝固过程中,坩埚中的氧元素扩散进入合金基体,较高的氧含量导致合金显微组织发生转变,在与Al2O3和ZrO2坩埚反应的合金中发生了包晶反应。作为对比,选取一种低铌含量的TiAl合金Ti-49.5Al-2Cr-2Nb。经测定在3种坩埚中反应的氧含量分别为0.40,0.63和0.25(at%),但是组织却没有明显的差异。

热处理对高Nb-TiAl合金板材组织及力学性能的影响

研究了不同热处理工艺对高Nb-TiAl合金板材的显微组织及力学性能的影响。采用铸锭原料直接包套热轧制备的板材主要由残余粗化的片层团、再结晶γ晶粒和沿轧制方向带状分布的β相组成。通过不同的热处理工艺可以消除残余片层和β相,分别获得典型的双态组织、近片层组织和全片层组织。对热处理后具有双态组织的板材进行了室温和高温力学性能测试,结果表明:经热处理后,热轧板材的室温延伸率达到0.5%,屈服强度和抗拉强度分别提高到646MPa和691MPa,与铸态相比,其室温强度和塑性得到了改善,在850-900℃之间材料发生韧脆转变,并且相应断裂机理从脆性的穿晶断裂转变为孔洞的形核和聚集。