全片层TiAl基合金的屈服强度与显微组织关系

通过特定的热处理工艺,分离出全片层组织的晶粒尺度和片层厚度两个主要的显微组织参数,研究了晶粒尺度和片层间距对全片层组织合金的强化效果,研究结果表明：合金的屈服强度随着晶粒尺度和片层厚度的减小而增加,符合Hall-Petch强化关系,同时用屈服强度模型解释了晶粒尺度和片层厚度的强化效果。     

晶粒尺度和片层厚度对全片层γ—TiAl合金性能的影响

研究了全片层Ｔｉ－４６．５Ａｌ－２Ｃｒ－１．５Ｎｂ－１Ｖ合金的显微组织与宏观力学性能之间的关系,研究表明,通过不同的热处理制度可以得到具有相同片层厚度的４种晶粒尺度,以及晶粒尺度大约为４５０ｕｍ,片层厚度分别为１５０ｍｍ和５００ｎｍ的组织。材料的屈服强度随着合金晶粒尺度和片层厚度的境加而减小,符合Ｈａｌｌ－Ｐａｔｃｈ关系,Ｋｙ值为１．８２。材料的蠕变抗力随片层厚度的境枷而减小,但是对晶粒尺度的变化     

TC21钛合金的全片层组织和冲击性能研究

利用光学显微镜、场发射扫描电镜和示波冲击试验机等研究了TC21钛合金在不同退火温度下的全片层组织演化规律和冲击韧性。结果表明：TC21钛合金经980 ℃固溶处理后，再经720、770、820 ℃退火处理，均能获得具有多层次特征的全片层组织。随着退火温度升高，TC21钛合金组织中α片层厚度、晶界α相厚度、α丛域尺寸都增大，而β晶粒尺寸基本保持不变。合金显微组织中小角度界面的比例随退火温度的升高而逐渐增加，冲击断裂过程中的裂纹形成功和扩展功也逐渐增大，且扩展功所占比例提高；断裂机制从穿晶断裂为主逐渐向沿晶界和丛域界断裂为主转变。     

晶界对全片层组织γ—TiAl合金断裂韧性的影响

为了深入研究晶界对全片层组织TiAl基合金断裂韧性的影响，采用SEM原位拉伸实验，对全片层和近全片层Ti-46．5Al-2．OCr-1．5Nb-1．0V合金中裂纹的扩展进行了观测。发现晶界对全片层组织TiAl合金断裂韧性的影响表现在改变裂纹扩展方向以及影响韧带的尺寸上。并得出结论：全片层组织γ-TiAl合金的断裂韧性来源于基体的断裂韧性、片层晶界导致的韧性增强以及片层导致的韧带增韧。     

近全层组织γ-TiAl基合金的室温拉伸断裂机理

通过对直缺口近全层组织的扫描电镜原位拉伸实验以及相应的断裂表面观察，结合有限元计算了TiAl基合金近全层组织拉伸的断裂机理。研究表明：许多裂纹在塑性变形前沿着层间起裂和扩展，断裂过程的驱动力是拉应力。在直缺口试样中，许多裂纹直接起裂于缺口根部，并且沿着层间扩展。随着拉应力的增加，主裂纹和新裂纹也可以通过障碍晶粒的穿层解理断裂来连接。通过有限元计算得沿层断裂强度大约为50MPa，穿层断裂强度大约为120MPa。     

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。     

TiA1基合金双态组织的控制

研究了TiA1合金双态组织的显微组织参数对力学性能的影响，通过对Ti—46．5Al—2Cr—1．5Nb—1V金属间化合物进行特定的热处理；分别获得了具有相同晶粒大小、不同片层晶粒体积分数，以及相同片层晶粒体积分数、不同晶粒大小显微组织的两个系列的双态复相TiA1合金。研究结果表明：对于双态复相组织，晶粒尺寸由预备热处理过程中的退火时间来控制；而片层晶粒体积分数则通过后续热处理温度来控制，不同片层晶粒含量双态组织的晶粒尺度可以通过后续热处理时间来控制。     

WC粒度对梯度硬质合金组织和性能的影响

由于不同材料的热膨胀系数不同,涂层在冷却过程中可能因为热应力不同而产生裂纹,表面富粘结相的梯度硬质合金基体因粘结相含量高,韧性好,能有效吸收裂纹扩展时的能量,延长涂层刀具的使用寿命。为了研究WC晶粒度对梯度硬质合金的组织及性能的影响,制备了三种WC粒度的硬质合金。采用XRD和SEM对梯度硬质合金的相成分、微观组织进行了分析。实验结果表明,三种WC晶粒度的硬质合金表面均形成了梯度层。随着WC晶粒度的增大,梯度层厚度减小,抗弯强度和断裂韧性增大。三种梯度硬质合金表层显微硬度分布趋势相似。当WC晶粒度较小时,梯度硬质合金无梯度的合金芯部断裂形式均以沿晶断裂方式为主,随着WC晶粒度的增加,穿晶断裂方式增多;梯度表层出现了Co相变形和撕裂形貌,存在蜂窝状的韧性花样。     

时效热处理对α挤压态TiAl合金显微组织的影响

研究了不同时效热处理后挤压态γ-TiAl合金在高温期间显微组织的稳定性.结果表明:在1 330 ℃将Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.15B合金挤压得到近片层组织,将α单相区热处理后得到全片层组织,在700～1 000 ℃停留不同时间后进行时效处理,从平行挤压方向上观察,在全片层晶界处出现细小γ晶粒,随着时效时间的延长,γ晶粒增大,其体积分数增加;全片层晶粒晶界处的非连续界面处首先发生不连续粗化,最终转变为拉长的γ晶粒,然后层片晶团内部各片层之间的连续界面处发生连续粗化,具有小曲率的薄α2片层开始以逐步变薄的方式断开和溶解,γ片层得到粗化.     

热挤压γ-TiAl基合金的组织演变

研究γ-TiAl基合金在温度低于α相转变温度(tα-10)时挤压过程中的组织演变.结果表明:在初始变形阶段,片层发生扭折,随着应变量和应变速率的增大,扭折处发生动态再结晶,形成细小的晶粒;而残余片层随着应变量的增大,其垂直流线方向横断面的尺寸逐渐减小,体积分数也逐渐减少,但其沿流线方向尺寸没有明显减小,残余片层界面方向随着受力状态的变化而变化,其法向平行于主应力方向;经过挤压加工的试样,其边缘片层接近完全破碎,而中心残余片层尺寸较大;挤压坯料与模具的摩擦作用与热传导严重影响了全片层晶粒的破碎细化,温度场以及变形的不均匀是造成材料不同部位微观组织差异的重要因素.