Ti-45Al-5Nb(-0.3Y)合金的连续冷却相变规律

冷却速度对Ti-45Al-5Nb和Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金连续冷却相变有较大的影响.炉冷形成全层片组织,空冷下层片形成被α→γm块状反应抑制,油冷形成了极细小的层片组织,水冷主要发生了α→α2有序化转变.空冷导致了羽毛状组织消失和α2相的增加,水冷导致α2晶界的细小层片晶团尺寸较小、数量较多.Y添加对Ti-45Al-5Nb合金连续冷却相变有较小的影响.     

Ti45Al8Nb0.5B0.2C合金的组织及高温氧化行为研究

研究了Ti45Al8Nb0.8B0.2C合金的组织及高温氧化行为。XRD、SEM、TEM及EDS分析表明,合金热等静压后的组织为γ和α2相组成的片层组织,片层团晶粒内部与层片团晶界处存在条状或点状白色相TiB2;高温淬火合金发生α→γm相变,在α+γ两相区时效合金组织由不同取向的细小层片和层片交界处的α2相组成。氧化增重实验及XRD、SEM分析表明,合金在900和1000℃氧化100h,氧化反应常数分别为0.00192和0.31637,幂指数分别为1.1381和2.0076。合金在900℃氧化100h后氧化层厚度大约为4μm,从外到内依次为:不连续的Al2O3层/Al2O3+TiO2混合层/富Nb层/基体。合金在1000℃氧化100h后氧化层厚度大约为5μm,从外到内依次为:TiO2/Al2O3+TiO2/氮化物层/基体。     

Si对高Nb-TiAl合金组织及室温拉伸性能的影响

研究硅化物(Nb5Si3相)析出对高Nb-TiAl合金组织及室温拉伸性能的影响.实验结果表明,硅化物脱溶析出温度在1000~1200℃之间,析出物位于片层团晶界处、b(B2)相偏析处以及片层之间.添加Si元素后,合金室温拉伸性能有所增加.因为Nb5Si3相的形成使得b(B2)相稳定元素Nb含量下降,导致脆性相b(B2)相体积减少.但是,含Si高Nb-TiAl合金经过热处理后,室温拉伸性能随热处理温度提高而逐步降低.因为沿片层析出的硅化物会导致裂纹沿片层产生与增殖,而且应力会导致硅化物进一步析出,加速裂纹扩展.而且,Si的加入会导致γ相区扩大,在1280~1300℃之间形成γ单相区.硅化物析出在片层边界处,会导致块状γ+b(B2)相组织,脆化晶界;而硅化物析出在片层内部会导致二次γ板条形成,割裂了初始片层组织.     

触变成形ZA27合金的微观组织

通过OM、SEM和XRD对触变成形并经5年自然时效的ZA27合金的微观组织进行了观察。结果表明:经触变成形后的ZA27合金由球状初生粒子α′相、晶间的二次凝固组织及半固态成形时没有凝固完全的小液池组成。共晶方式主要为离异共晶及其中"蜂窝"状棒状共晶,部分区域出现不规则层片共晶。ZA27合金在后期的冷却和自然时效过程中,经过了一系列的相变,β相发生胞状分解,形成规则的共析α+η层片组织或不规则的复杂形状组织,从一些层片区域逐渐向低铝的α′相区域中心生长为粗大的层片组织,当其生长被α′中心的连续分解所阻挡时,在其芯部形成细小的α+η颗粒组织。     

TiAl合金全片层组织的热稳定性研究

研究了Al含量、冷却速率和添加硼元素对TiAl合金全片层组织在1150℃的热稳定性的影响。研究表明：Al含量在46％～48％（原子分数,下同）范围的二元TiAl合金的Al含量越高,γ偏析程度越严重,铸造片层组织的热稳定性越差;Ti-48AI合金α单相区固溶处理后炉冷的粗片层组织的稳定性远远优于空冷的细片层组织,空冷细片层组织容易在晶界处发生不连续粗化转变,并且空冷片层晶粒内的魏氏片层（LW）与基体的界面往往与晶界一同成为片层组织发生分解的起始部位;Ti-48A1合金中添加0．8％B因晶界TiB2相的存在能有效抑制细片层组织的晶界不连续粗化,但γ相从TiB2／基体界面和晶界重新形核生长可使片层组织转变为均匀的细晶近γ组织。     

时效5年的触变成形ZA27合金微观形貌观察

通过OM、SEM和XRD,对触变成形并经5年自然时效的ZA27合金的微观组织进行了观察。结果表明：ZA27合金是由富Al枝晶和枝晶间的共晶组织组成。经触变成形和自然时效后的ZA27合金由球状初生粒子α′相、晶间的二次凝固组织及半固态成形时没有凝固完全的小液池组成。共晶方式主要为离异共晶及其中“蜂窝”状棒状共晶,部分区域出现不规则层片共晶组织。ZA27合金通过随后的冷却和自然时效过程,经过了一系列的相变,β相发生胞状分解,形成规则的共析（α＋η）层片组织或是不规则的复杂形状组织,从一些层片区域逐渐向低铝的α′相区域中心生长为粗大的层片组织,当其生长被α′相中心的连续分解所阻挡时,致使其芯部形成细小的（α＋η）颗粒组织。     

Ti-48Al合金全片层组织的稳定性

研究了Ti 48Al合金全片层组织在 115 0℃时效时的组织稳定性。结果表明 ,140 0℃ ,1h固溶处理后炉冷获得的粗片层组织的稳定性远远优于空冷获得的细片层组织。细片层组织首先在晶界处发生不连续粗化 ,而后粗化片层组织中的α2 相发生溶解并球化 ,从而转变为近γ组织 ;空冷组织中魏氏片层的存在降低了片层组织的稳定性 ,魏氏片层 /基体界面与晶界一同成为片层组织发生分解的起始部位。Ti 48Al 0 .8%B(摩尔分数 )合金的细片层组织因晶界TiB2 相的存在有效抑制了晶界不连续粗化 ,但γ相从TiB2 /基体界面和晶界重新形核生长使片层组织转变为均匀的细晶近γ组织     

Cu-20Ni-20Mn合金连续/不连续时效析出及其相互作用研究

通过扫描电镜、透射电镜和小角散射研究了Cu-20Ni-20Mn合金在573~698 K温度下的时效析出行为,确定不连续析出和连续析出之间的相互作用。结果表明:当时效温度低于623 K,沉淀相析出主要以不连续析出为主导。时效温度大于673 K时,沉淀相析出则主要由连续析出和不连续析出共同控制。时效过程中,沉淀相优先在晶界形核长大,形成由Ni Mn相和贫溶质原子基体组成的片层状不连续析出胞状组织。然而连续析出沉淀相的存在会抑制不连续胞状组织的长大,当沉淀相直径约大于5 nm时,将能有效阻碍不连续析出胞状组织界面前沿的迁移。利用Aaronson-Liu模型估算出不连续析出的晶界化学扩散混合积sδDb,进一步通过Arrhenius方程分析得出不连续析出胞状组织的激活能为77.3~110.9 kJ/mol。界面激活能要远低于Ni、Mn元素在Cu中扩散所需的激活能,表明沉淀相易于在晶界处形核析出。     

TiAl基双相合金相变的组织学研究

应用光学显微镜、透射电镜及X射线衍射研究了Ti—42at.—%Al和Ti—45at.—%Al两种合金的固溶处理后的快冷组织,证明其为过饱和的有序α_2单相组织,过饱和单相在1000-1100℃等温转变时,以准连续和不连续的机制分解成为γ+α_2两相。准连续转变中包括γ片析出和胞状化两个阶段,并在原始α_2晶界处形成锯齿形边界。     

Nb-Ti-Si基超高温合金的组织演化分析

研究了不同凝固速率下Nb-Ti-Si基新型超高温合金的组织演变。结果表明,Nb-Ti-Si基超高温合金由NbSS、α(Nb,X)5Si3和γ(Nb,X)5Si3组成。共晶胞的等效直径和共晶组织的层片间距随着凝固速率的增大而减小。定向凝固试样进入稳态区后的固/液界面演化过程为胞枝状→树枝状→胞枝状。     

Y, Nb对快速凝固TiAl合金组织和性能的影响

研究了元素Y和Nb对用熔体快淬法制备的TiAl基快速凝固合金组织及性能的影响。发现添加Y的快速凝固TiAl合金主要为等轴晶,主要组成相为α2和少量的γ相。随着Y含量的增加,γ相的含量增加,快速凝固TiAl合金的组织逐渐细化。不同Nb含量的快速凝固TiAl合金的组织为块状结构和层片状结构,主要由γ和α2两相组成,层片间距显著细化,为15～17nm。快速凝固TiAl合金的硬度比其铸态合金显著提高。     

定向凝固高Nb含量TiAl合金微观组织演化与溶质偏析规律

在Bridγman定向凝固炉中对Ti-46Al-(8,9,10)Nb合金进行定向凝固实验,研究了生长速率和Nb含量对Ti Al-Nb合金的微观组织、相变路径以及溶质偏析的影响,获得了定向凝固Ti Al-Nb合金相变过程与微观组织选择图.结果表明,生长速率的增加使得固/液界面发生了平界面-胞状界面-枝晶界面转变,并促进完全b相凝固转变为具有L+β→α包晶反应凝固过程,最终组织由α2/γ层片组织转变为具有a2/γ层片和B2相的多相组织.溶质Nb的添加对b相具有稳定作用,促进了完全b相凝固过程的发生以及α2/γ层片和B2相多相组织的形成.生长速率和Nb含量对相变过程和微观组织的影响与溶质偏析(S型偏析,β型偏析)过程密切相关.其中S型偏析程度的提高有利于促进包晶反应的发生,从而导致最终组织发生严重的溶质偏析以及大量B2相在枝晶心部的集中分布.bβ型偏析中溶质Nb在残余β相中的富集是形成B2相的主要来源,Nb的富集程度直接决定了B2相的形态和尺寸.根据关于生长速率和Nb含量的Ti-46Al合金相变过程和微观组织选择图可知,选择较高的Nb含量和较低的冷却速率能获得完全β相凝固过程,可以得到组织分布均匀、溶质偏析程度较低的定向凝固组织.     

TC21合金片层组织特征对其断裂韧性的影响

研究TC21合金经β相区固溶并慢速冷却后的片层组织特征(晶界α层厚度、α片层宽度、α集束尺寸)及断裂韧度随冷却速率的变化规律,探讨片层组织特征与断裂韧度的关系。结果表明:随着冷却速率的增大,TC21合金α片层集束、α片层厚度及晶界α层宽度均减小。在本文实验测试尺度范围内,α片层宽度、α片层集束尺寸及晶界α层厚度的增大均可提高合金的断裂韧性。     

真空感应熔炼制备Al0.86Ga0.14Nb半导体合金热轧变形行为

选择热轧方法制备AlGaNb合金试样,对此过程的组织结构变化与变形行为进行了分析。研究结果表明:在铸态Al0.86Ga0.14Nb合金中形成了大量片状组织,其尺寸在200～240μm之间,α2/γ片层间距在0.3～0.6μm范围内,片层团晶界区域形成了粒径约为Φ8μm的γ相晶粒;获得了厚度接近1 mm的AlGaNb合金,形成了光滑的界面组织。当片层受到热轧力的作用后,除了发生偏转外,还形成了间距更大的片层,获得了更宽的γ板条,而α2相的宽度减小。最初的变形阶段在片层板条内形成堆垛位错,γ相晶粒内发生了明显的位错塞积;在后续变形过程中,亚结构不断转变为大角度晶界,产生了更多的再结晶晶粒。在Al0.86Ga0.14Nb合金内形成了形态差异很大的孪晶组织,并且宽度均较大,大部分孪晶位于片层组织的晶界区域。     

淬火工艺对FGH95合金组织结构与蠕变性能的影响

通过蠕变曲线测定及组织形貌观察,研究固溶及淬火工艺对FGH95镍基合金蠕变行为及变形特征的影响。结果表明:固溶后经油浴冷却的合金的组织结构由不均匀的颗粒及γ′相组成,粗大γ′相在边界区域呈不连续分布,边界区域为γ′相贫化区;经盐浴热处理后合金中无粗大γ′相,晶粒略微长大,晶内细小的γ′相弥散分布,粒状(Ni,Ti)C相沿晶界不连续析出;在650℃和1034MPa条件下,经盐浴热处理后合金的蠕变寿命较长,测定出该合金的蠕变激活能为542.07kJ/mol;固溶后经油浴冷却的合金在蠕变期间的变形机制是位错发生双取向滑移,而固溶后经盐浴冷却合金在蠕变期间可形成位错缠结和层错等位错组态,晶界及晶界处不连续析出的粒状碳化物可有效阻碍位错滑移,这是合金具有较高蠕变抗力和较长蠕变寿命的主要原因。     

热处理对SLM成形的Inconel 718合金组织的影响

研究了固溶+双级时效处理对激光选区熔化(SLM)工艺制备的Inconel 718高温合金微观组织形态和析出相的影响。结果表明,SLM沉积态合金为椭圆状晶组织,其由细小柱状晶组成。沉积态合金经固溶处理后转变成等轴细晶组织,且随固溶温度升高,晶粒尺寸增大。经固溶+双级时效处理后,合金会在晶界和晶内析出多种析出相,在940~1 020℃固溶过程中晶界析出短棒状δ相(Ni3Nb),在620~720℃时效过程中晶内析出针状δ、圆盘状γ″(Ni3Nb)和黑点状γ′相(Ni3Al,Ti)。     

真空铜模吸铸TiAl基合金凝固行为

采用真空铜模吸铸技术成功制备了Ti-45Al-2Cr-2Nb合金铸件。借助扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析铸态和吸铸条件下显微组织形貌特征、各相成分以及相组成,并且和铸态组织进行了比较研究。结果表明:铸态和吸铸凝固组织的主要相组成均为α_2相和γ相。铸态显微组织观察与Al当量计算结果一致,铸态Ti-45Al-2Cr-2Nb合金是以β为初生相的单一β相凝固合金;吸铸糊状区凝固组织明显细化,晶粒尺寸由244μm细化至96μm,同时降低了凝固偏析,呈现胞状枝晶形貌,枝晶干上存在白色脉络状的β型偏析和残余的条状α相,在表面急冷区观察到块状γ相(γ_m)和羽毛组织(γ_f),块状γm相区域的厚度约为62μm。     

TiAl基合金电子束焊接头组织及转变规律

采用OM,XRD,SEM,TEM及EDS等测试方法分析了Ti-43Al-9V-0.3Y合金电子束焊接头各区域组织特征、相组成及其转变规律.结果表明,接头组织主要由B2相组成,还含有部分α2 γ双相片层组织及粒状γm相,稀土元素Y是以YAl2相形式存在并起到细化晶粒的作用.合金在热处理和电子束焊接时,液态金属在冷却过程中由于冷却速度不同而发生不同的转变:较低冷却速度时形成片层状组织和魏氏组织;冷却速度较快时易形成粒状γm相;冷却速度极快时只发生有序化转变.最终得到性能上存在差异的不同铸造组织.     

Ti_2AlN/Ti-48Al-2Cr-2Nb复合材料在900°C的组织稳定性（英文）

采用XRD、OM和TEM等方法对原位合成Ti_2AlN/Ti-48Al-2Cr-2Nb复合材料在900°C时效过程中的组织稳定性进行研究,并与未增强的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金进行对比分析。研究结果发现,在TiAl合金中,α_2片层变细并发生破碎,且随着时效时间的延长变得不连续。以α_2板条平行分解和破碎为特征的α_2片层向g的分解导致片层结构退化。而在复合材料中,在900°C时效100 h,片层结构保持相对稳定。除了片层平行分解和细小的氮化物沉淀外,没有发现α_2片层破碎。复合材料较好的组织稳定性主要与α_2/γ界面上的Ti_2AlN颗粒沉淀有关。Ti_2AlN相的析出对延缓复合材料基体片层组织粗化具有重要作用。     

长期热循环条件下Nb-TiAl合金的显微组织演变

研究了全片层高Nb-TiAI合金在长期热循环条件下的显微组织演变。结果表明,高Nb-TiAI合金的显微组织不稳定性主要表现为界面缺陷及晶界的迁移。其中界面缺陷的迁移是由α2片层的溶解和片层内γ晶粒的析出所致,而晶界迁移则是由片层的不连续粗化和γ晶内α2相的生成所引起的。