Texture and microstructure evolution during tempering of gamma-massive phase in a TiAl-based alloy

This work focuses on the mechanisms of microstructure and crystallographic texture evolution during gamma-massive transformation and subsequent tempering treatments, in the case of the Ti–48Al–2Nb–2Cr (at%) TiAl-based alloy. A complete massive structure is obtained by ice-water quenching. The temperature range for the destabilization of this massive structure is estimated from DSC measurement. Then, tempering is performed in both α₂–γ and α–γ phase fields. Microstructure evolution is studied by transmission and scanning electron microscopy observation of samples from different stages of the heat treatments. Isotropic samples resulting from a powder-metallurgy route are used for this purpose. Then, working on the samples from investment casting, the reduction of solidification texture through massive then tempering treatments is analyzed at the light of the mechanisms of microstructure evolution identified previously.     

TiAl金属间化合物纳米粉末的相转变

对采用自悬浮定向流技术制备的TiAl金属间化合物纳米粉末进行真空退火,考察退火工艺参数对其相转变过程的影响。X射线衍射等分析表明:随着退火温度的升高以及退火时间的延长,纯a2-Ti3Al相纳米粉末向a-TiAl相转化的程度逐渐增加,其晶粒尺寸也逐渐变大。将其纳米粉末真空压制成块体也有助于上述相转变。对复相的纳米块体进行真空退火,可以得到纯a-TiAl相的纳米晶合金。     

高铌TiAl合金钎焊接头组织和性能研究

采用Ti-28Ni(wt.%)共晶钎料在1100℃实现了高铌TiAl合金(Ti-45Al-8.5Nb-(W, B, Y) (at.%), 简称TAN)的真空钎焊连接。钎焊接头的典型界面结构为TAN/τ3-Al3Ti2Ni + B2/α2-Ti3Al layer/α2-Ti3Al + δ-Ti2Ni/α2-Ti3Al layer/τ3-Al3Ti2Ni + B2/TAN。深入研究了保温时间对钎焊接头界面组织和连接性能的影响。结果表明：Ni元素从熔融钎料向TAN母材的扩散决定了界面组织的演化,随着保温时间的延长促进了扩散层的增厚,同时导致钎缝宽度逐渐减小。接头剪切强度测试结果显示当保温时间为15分钟时,获得的最大接头室温剪切强度和高温(600℃)剪切强度分别是248.6MPa和166.4MPa。接头断口分析表明在剪切实验中裂纹主要沿着连续的金属间化合物层产生和扩展。     

连接温度对高铌TiAl合金扩散接头组织和强度的影响

在连接工艺参数为1000～1200℃/25MPa/90min条件下,对高铌TiAl合金(TAN)进行直接扩散连接。采用SEM、EDS、XRD和EBSD等方法对连接界面微观组织进行分析,并研究了连接温度对接头界面结构和剪切强度的影响。结果表明:当连接温度T1100℃时,连接界面清晰垂直,继续升高温度,界面消失;扩散连接过程中,连接界面处出现再结晶现象,随着连接温度的升高,再结晶晶粒不断增多并长大,并且再结晶区域出现大量α_2相;当连接温度达到1150℃时,接头平均抗剪强度达到最大值为105 MPa。     

吸铸TiAl基合金铸件内部气孔缺陷产生原因

本文旨在探索底漏式真空吸铸方法成形TiAl基合金排气阀件过程中的气孔缺陷的产生原因。通过比较不同工艺参数下吸铸成形的TiAl基合金排气阀内部孔洞缺陷形貌与分布状态,确定了缺陷的种类为气孔。结合数值模拟计算吸铸过程中合金熔体流动形态的结果,得到排气阀内部气孔缺陷形成的原因。通过优化真空吸铸过程的工艺参数,可以成功消除排气阀铸件内的气孔缺陷。     

TiAl合金的研究进展及应用述评

金属间化合物TiAl合金因具有密度低、高温性能好等特点而成为极具开发价值的新一代高温合金之一。考察TiAl合金的发展历程、研发现状、合金中各元素的作用及组织控制技术,认为现有TiAl合金存在室温塑性低、高温强度不足、制备成本高等问题,指出通过多元合金化和凝固组织精确控制,是进一步提高TiAl合金综合性能的有效方法,也是TiAl合金未来研究的重点之一。     

Investigation on diffusion bonding of TiAl intermetallic to Ti3AlC2 ceramic with Ni interlayer

In this study, vacuum atmosphere. The diffusion bonding of TiAI alloy and Ti3AlC2 ceramic was carried out using Ni foil as interlayer in a interfacial microstructures and the mechanical properties of the diffusion bonded joints were evaluated. Result showed that the interfacial microstructure of the joint from TiAl to Ti3AlC2 side could be divided into Al3NiTi2 , AlNi2 Ti , Ni3 （ Al, Ti） , Ni , Ni3 （ Al , Ti） , Ni （ Al , Ti ） , Ni3Al ＋ TiC~ ＋ Ti3AlC2 , respectively. The shear strength test showed that an average value of 45.9 MPa was achieved. The crack propagated along the interface between TiAl intermetallic and Ni interlayer during the shear test. The mechanisms f or formation of those compound layers during bonding process and the determinant of the fracture location were also discussed.     

热处理TiAl(W,Si)合金的拉伸性能及裂纹扩展

对铸态Ti-46Al-0.5W-0.5Si合金进行淬火回火热处理,获得了近层片组织和双态组织。对两种不同组织的合金进行室温拉伸试验,并对试样断口和断口附近的组织进行分析,研究了拉伸断裂机制。结果表明:双态组织比近层片组织具有更好的室温塑性和抗拉强度。双态组织中的裂纹可以绕过较小的γ相颗粒,沿γ相和α2/γ片层团的界面扩展,也会以穿越层片的方式扩展。而近层片组织中的裂纹则是以沿片层和穿越片层的混合方式扩展。     

Simulation of Microstructure for Hot Pack-Forging of a High Nb Containing TiAl Alloy

利用Deform-3D软件对高铌TiAl合金包套锻造过程中的微观组织演变进行模拟。为得到模拟所需参数,在1100～1250℃和0.001～0.5 s-1的条件下对合金进行了热压缩试验。在所得试验数据的基础上,利用一种间接方法建立了合金的动态再结晶模型,并利用Avrami形式的方程对再结晶分数进行描述。采用Cingara硬化模型及所建立的再结晶分数模型构建了合金的流变应力本构模型。模拟结果显示,由于锻造过程中摩擦的存在、热量的损失以及简单单向镦粗变形的锻造方式,使得坯料中的微观组织分布不均匀。通过模拟结果与实验结果的比较,证明所建立的有限元模型能够有效地预测高铌TiAl合金在包套锻造过程中的组织演变。     

高铌TiAl合金蠕变变形的原位观察

研究了近片层Ti-45Al-8Nb-0.2W-0.2B-0.1Y合金在750和800℃时短时蠕变行为,并进行了扫描电镜原位观察。结果表明:在750℃蠕变时,合金具有稳定的蠕变特征,随应力提高,稳态蠕变阶段变短,其蠕变应力指数为7.5;在800℃蠕变时,低应力下具有明显的稳态蠕变阶段,其蠕变应力指数为4.0,而高应力下几乎没有稳态蠕变,直接进入加速蠕变。SEM原位观察表明,其蠕变损伤过程是微裂纹的形成、长大及相互连接;随温度升高,裂纹扩展和连接速度变快。