层板复合型TiAl基合金微层板的制备及组织性能研究

详细介绍了箔片热加工和电子束物理气相沉积(EB-PVD)在制备TiAl基合金微层板方面的特点及研究现状.重点讨论了EB-PVD制备TiAl基合金微层板的组织与性能,结果表明:TiA1基合金薄板的显微组织结构为非平直的柱状晶,亚结构为月牙形形貌;TiAl/Nb微层板中Nb层的显微组织形貌为粗大的等轴晶;TiAl/NiCoCrAl微层板中NiCo-CrA1层则主要由平直柱状晶结构的γ-Ni相组成.TiA1基合金微层板具有比TiAl基合金薄板更好的常高温力学性能,尤其是在750℃左右的高温环境中,TiAl/NiCoCrAl微层板的增韧效果最佳,伸长率高达72.2％;而TiAl/Nb微层板则表现出最好的高温综合性能,其高温抗拉强度高达443.1MPa,几乎与其室温时的抗拉强度持平.     

热处理对EB-PVD制备的TiAl/Nb复合材料微观组织的影响

对利用EB-PVD技术制备的TiAl/Nb微层板进行了热处理,分析了沉积态材料与热处理态材料的组织结构和物相的变化。热处理TiAl/Nb中态富Ti的TiAl层中成分沿沉积方向呈有规律的梯度变化但未形成周期,界面处的反应扩散区由B2相组成;TiAl层、扩散区和Nb层的显微组织形貌依次为含月牙形亚晶的柱状晶、细小等轴晶和粗大等轴晶;经1000℃/16h的真空退火处理后,Nb层和扩散区会因完全扩散而消失。     

EB-PVD制备TiAl/NiCoCrAl微层板复合材料氧化性能研究

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备了TiAl/NiCoCrAl微层板复合材料,并对其在850℃空气条件下的抗氧化性能进行了研究,利用XRD和SEM对试样进行相组成和微观结构进行分析。结果表明:TiAl/NiCoCrAl微层板具有较好的抗氧化性能,其恒温氧化动力学曲线均近似符合抛物线规律。而TiAl/NiCoCrAl微层板的高温氧化机制为:表层的Al首先氧化生成多孔结构的Al2O3单层膜;随后内部TiAl层中的Ti元素穿越NiCoCrAl层到达表面生成(TiO2+Al2O3)的氧化层;最后NiCoCrAl层中的Ni和Cr会形成以Cr2O3和NiCr2O4相为主的致密的外层氧化膜,这是其抗氧化性能显著提高的根本原因。