一种新型易变形Ti-Al-Mn-W合金组织与力学性能

设计并制备了一种新型低成本、易热变形的Ti-43Al-3.5Mn-0.5W(at%)合金锻锭,并对其组织、室/高温拉伸力学性能、抗高温氧化性、热变形能力进行了系统分析。结果表明,与Ti-42Al-5Mn相比,研制的合金强度、抗高温氧化性、热变形能力更佳,且该合金α₂和β_o相中具有更低的Mn含量,降低了合金近服役温度下富锰Laves相的析出倾向。合金的固态相变路线为：β→β+α→β+α+γ→β+β_o+α+α₂+γ→β_o+α₂+γ,其中γ相完全溶解的温度(T_γ-solv)约为1250℃,β单相区温度(T_β或T_α)约为1360℃。锻态合金显微组织为α₂/γ片层和片层界面处大量β_o和γ混合相,高温强度降低明显。通过两步热处理,锻态合金的高温强度和稳定性均有一定提升,这主要归结为片层组织含量的提高和片层晶团尺寸的细化。1260℃/0.5 h/AC+800℃/...     

钨添加对含锰β凝固γ-TiAl合金热加工性影响

为揭示微量W添加对含锰β凝固γ-TiAl合金热加工性的影响规律,采用真空感应熔炼炉（VIM）制备了Ti-42Al-5Mn-0.8W合金(原子分数),借助热模拟试验机研究了合金在变形温度1100～1250℃、应变速率0.001～10s-1,变形程度为70%条件下的热变形行为。结果表明,合金合适的热加工区间为1150～1250℃/0.001～10s-1和1100～1145℃/0.001～1s-1。添加0.8%W可明显降低Ti-42Al-5Mn合金的峰值流变应力（σp）和稳态流变应力（σ0.7）,且稳态流变应力降低幅度更加显著。0.8%W改善Ti-42Al-5Mn合金热加工性的主要原因一方面是由于W含量相对较少,在具有极强电磁搅拌作用的真空感应熔炼方式下,W元素的偏析程度并不明显;另一方面得益于W比Mn更强的β稳定作用,它的添加拓宽了合金高温β单相区,从而使合金具有更宽的可热变形窗口。     

W对Ti-42Al-5Mn凝固组织与元素分配行为的影响

以低成本、易变形的Ti-42Al-5Mn合金（原子分数,下同）为研究对象,系统研究了0.5~1.0 at.%W含量对合金凝固组织和元素在相中分配行为的影响。结果表明,采用CaO坩埚一次真空感应熔炼方法制备的合金铸锭不同位置难熔金属W分布均匀且O含量控制在556~660 ppm。W添加后,合金凝固组织得到明显细化,随着W含量的增加,凝固组织中片层组织尺寸降低、含量减少。通过对不同相合金元素分布行为特征分析发现,Al在合金不同相中的富集顺序为：γ＞α2＞βo,Ti、Mn、W的为：βo＞α2＞γ,W添加不能改变Ti、Al元素在相关相中的分配行为,但会在一定程度上改变Mn元素的分配行为。随着W含量的增加,W在βo和α2相中的分配系数线性增加,分别满足kWα2/γ=1.4026CW(at.%)+0.4313,kWβo/γ = 1.3290CW(at.%) +1.8745,且W在βo相中的富集倾向约为Mn的5.6倍,在α2相中的富集倾向约为Mn的7.5倍。     

TiAl基金属间化合物表面涂层研究进展

TiAl合金具有优异的高温力学性能,可以作为Ni基高温合金的轻量化替代材料,但氧化和磨损等行为限制了TiAl合金的高温服役时间,不利于工业化应用。通过在TiAl合金表面沉积涂层,可以使材料兼具基体的力学性能和涂层材料的表面性能,以提高TiAl合金适应不同服役环境的能力,进而拓展其应用范围。列举了TiAl合金使用的涂层材料应具有的性质;介绍了常见涂层的制备方法;以涂层成分分类,分别总结了不同涂层体系的研究现状,并展望了制备工艺和涂层性能的发展趋势。