低温高能球磨Ti/Al复合粉显微组织结构演化

采用低温高能球磨法制备了两种Ti/Al复合粉末,粉末组成为Ti-47Al(at%),Ti-45Al-2Cr_2Nb-1B-0.5Ta(at%).研究两种粉末在球磨过程中显微组织结构演化、形貌变化.结果表明,降低球磨温度能够有效控制球磨颗粒尺寸,低温条件及合金元素共同作用可以获得高质量的细晶均匀化复合结构粉末.在低温(-140-5)℃不加过程控制剂条件下球磨12 h,Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%)粉末粒度得到有效细化,表现出精细均匀化复合结构粉末,Ti与Al晶粒尺寸分别约为16 nm,9 nm.在相同条件成分为Ti-47Al(at%)球磨5.2 h,Ti与Al元素没有很好复合及成分均匀化,两种成分球磨条件下均未有新相生成.在不加过程控制剂条件下,低温环境球磨和合金元素添加对机械合金化过程具有十分重要影响.     

双步球磨与放电等离子烧结制备细晶TiAl合金

采用双步球磨法和放电等离子烧结(SPS)技术制备细晶Ti-47Al(at%)合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪以及透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段对球磨后的粉末形貌结构、相组成以及烧结块体的显微组织结构进行观察和分析。结果表明:双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸在20~40μm之间,内部结构均匀,主要由TiAl和Ti3Al相组成。放电等离子烧结后的块体主要由主相TiAl和少量的Ti3Al相及Ti2Al相组成,随着烧结温度的升高,Ti3Al相含量有所增加。当烧结温度为1000℃时,烧结块体获得的主要是等轴晶组织,等轴晶粒尺寸大多数在100~250nm之间。当烧结温度为1100℃时,烧结块体致密、无孔洞,等轴晶粒有明显长大的现象,显微组织主要由等轴状的TiAl相和片层状的Ti3Al相组成。     

双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究

以元素粉末为起始粉末,采用双步球磨法(球磨+热处理+球磨)制备TiAl基纳米晶多相结构粉末(粉末成分为Ti-47Al(at%)、Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%)).采用xRD、SEM、EDs、DTA、粒度分布仪对两种粉末颗粒在球磨和热处理过程中的特性进行了表征和分析.结果表明,采用双步球磨法制备的多相结构纳米晶粉末杂质含量低,粒度分布均匀,合金元素弥散分布.一步球磨6 h获得Ti/Al均匀复合结构及实现Ti(Al)部分固溶;700℃,2 h热处理获得Ti3Al、Ti、Al3Ti、TiAl相,Al相已经消失;二步球磨实现晶粒尺寸、颗粒尺寸进一步细化.     

粉末冶金态与铸态Ti-5553合金高温不连续屈服行为和绝热温升效应对比研究

本文系统地研究了粉末冶金态与铸态Ti-5553合金在温度为700 ℃~1100 ℃、应变速率为0.001 s_^-1~10 s_^-1条件下的高温不连续屈服行为和绝热温升效应,并对这两种同名义成分不同制备工艺的钛合金进行了对比研究。结果表明：两种合金不连续屈服的幅度均与应变速率呈正相关关系,并与温度呈近似负相关关系, 两种合金中出现的不连续屈服现象符合动态理论。在相同变形条件下,铸态合金中不连续屈服的幅度更大,其原因是相对于粉末冶金态合金,铸态合金中的起始位错密度低,这更有利于晶界处可动位错的突然增殖与扩展。两种合金在热变形中绝热温升的大小均随应变速率的升高而逐渐增大,并随着变形温度的升高而逐渐降低。在相同变形条件下,粉末冶金态合金的绝热温升效应相比与铸态合金较弱,这是因为粉末冶金态合金具有较低的变形抗力和较高的协调变形能力。     

元素粉末锻造法制备Ti-43Al-5V-4Nb合金的组织与性能

以Ti、Al等元素粉末为原料,采用快速烧结方法和无包套锻造法制备尺寸为Ф50×10 mm的TiAl合金锻坯.快速烧结后,TiAl合金由TiAl、Ti3Al、B2、Ti和TiAl3相组成,并且该合金存在较多的孔隙,孔隙主要由偏扩散造成的;经过高温锻造后,其孔隙得到了有效的控制,相对密度达到93%;经过热处理后,该合金主要由TiAl和Ti3Al相组成,在室温下合金的屈服强度提高了110 MPa,达到480 MPa,室温延伸率到达0.83%;在700℃和750℃,其屈服强度分别为580 MPa和530 MPa,其延伸率分别为12%和27%.     

热等静压法制备细晶γ-TiAl及可成形性研究

采用低温高能球磨法和热等静压技术制备出细晶Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B合金,采用XRD、TEM对热等静压烧结后组织形貌进行分析,采用INSTRON 4200型拉伸试验机对热等静压后的材料进行拉伸性能测试.研究表明,在不同条件下烧结,其相组成为γ-TiAl和少量Ti3Al,晶粒尺寸为细晶结构(低于500 nm).对块体材料进行室温和高温拉伸试验,研究表明室温具有很低的塑性,认为粉末间没有很好的结合:850℃高温拉伸试验,强度为60～80 MPa、延伸率为63%～101%,具有很好的塑性,表现出很好的高温可成形性.这表明,可以在800～900℃条件对钛铝烧结块进行二次加工(锻造或轧制)获得致密高强度的细晶钛铝块体或板材;对热等静压制备的TiAl的可成形性进行了讨论.