用循环热处理细化Ti-46Al-2Nb-2Cr合金的显微组织

采用磁悬浮感应熔炼铸造方法制备了Ti-46Al-2Nb-2Cr(at%)合金,通过显微组织观察,研究了近空冷及循环热处理条件下,粗晶铸造Ti-Al合金的显微组织细化.结果表明,通过近空冷方式可获得平均晶粒度为500 μm的全层状组织片,然后通过在α+β双相区的循环热处理可以将粗大的层片状组织细化成平均晶粒度为30 μm的全层状组织.     

Al—Ti—C—B中间合金细化剂的研究

研究了新近开发的Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ－Ｂ中间合金细化剂，检查了其显微组织及细化工业纯铝及含Ｚｒ铝合金的性能，并与Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂进行了对比。结果表明，Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ－Ｂ中间合金细化剂含有Ａｌ３Ｔｉ、ＴｉＢ２和ＴｉＣ三种第二相，经小弥散分布的多相粒子团，其细化工业纯铝晶粒的能力明显优于Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化剂，并克服了Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ中间合金细化易被Ｚｒ原子毒化的弱点，分析认为Ａｌ－Ｔｉ－Ｂ     

铸造Ti-44Al-Nb-2Cr合金显微组织及凝固特征

采用非自耗电弧熔炼法,制备Ti．44Al-4Nb-2Cr-（W,B）（at．％）合金。通过X射线衍射、金相观察、扫描电镜及透射电镜,研究Ti-44Al-Nb-Cr-（W,B）合金的显徽组织与凝固特征。结果表明,铸造合金的晶粒细小,平均晶粒度为40μm,铸态组织中β相与γ相存在“伴生”现象。同时,合金中一定量β相稳定元素W和Nb的加入,使高温β相得以在凝固过程中保留到室温,这种少量β相的存在也限制了α相晶粒的长大。     

铸造Ti-47Al-8Cr-2Nb合金的低温超塑性及其组织演变

通过非自耗电弧熔炼及氩气保护浇铸,制备高Cr含量的Ti-47Al-8Cr-2Nb合金。采用金相观察、扫描电镜、透射电镜及高温拉伸测试等实验方法,研究铸态合金在800～1000℃的超塑性变形能力及其变形机制。结果表明,高Cr合金化的铸造Ti-47Al-8Cr-2Nb合金显示出低温超塑性。在850℃的低温及应变速率1×10^-4/s时的最大伸长率为630%,应变速率敏感系数m达到0.51。在800～1000℃的变形激活能为245kJ/mol。合金的低温超塑性变形机制是由晶界扩散控制和β→γ相转变而协调的晶界滑动,β相在变形过程中起到了重要的作用。     

不同组织的Ti—47Al—5（Cr＋V＋Mo＋Nb）合金的断裂特性

研究了Ｔｉ－４７Ａｌ－５（Ｃｒ＋Ｖ＋Ｍｏ＋Ｎｂ）合金室温，高温拉伸断裂特性以及断裂韧性与合金组织的关系，揭示出γ－ＴｉＡｌ合金不同组织的断裂特性及其断裂机理。     

Al—Ti—B合金的组织分析

用SEM,TEM和XRD等分析设备系统分析了Al-Ti-B合金的显微组织,结果表明,在Al-5Ti-1B合金组织中有TiAl3和TiB2颗粒团,而Al-3Ti-3B合金组织中仅有（Al,Ti)B2颗粒团,并认为（Al,Ti)B2应是TiB2和AlB2的混合体。     

铸造Ti-47A1-8Cr-2Nb合金的低温超塑性及其组织演变

通过非自耗电弧熔炼及氩气保护浇铸,制备高Cr含量的Ti-47A1-8Cr-2Nb合金.采用金相观察、扫描电镜、透射电镜及高温拉伸测试等实验方法,研究铸态合金在800～1000℃的超塑性变形能力及其变形机制.结果表明,高Cr合金化的铸造Ti-47A1-8Cr-2Nb合金显示出低温超塑性.在850℃的低温及应变速率1×10-4/s时的最大伸长率为630%,应变速率敏感系数m达到0.51.在800～1000℃的变形激活能为245kJ/mol.合金的低温超塑性变形机制是由晶界扩散控制和β→γ相转变而协调的晶界滑动,β相在变形过程中起到了重要的作用.     

铸造Ti-44Al-4Nb-2Cr合金显微组织及凝固特征

采用非自耗电弧熔炼法.制备Ti-44Al-4Nb-2Cr-(W,B)(at.%)合金.通过X射线衍射、金相观察、扫描电镜及透射电镜,研究Ti-44Al-Nb-Cr-(W,B)合金的显微组织与凝固特征.结果表明,铸造合金的晶粒细小,平均晶粒度为40μm,铸态组织中β相与γ相存在"伴生"现象.同时,合金中一定量β相稳定元素W和Nb的加入,使高温β相得以在凝固过程中保留到室温,这种少量β相的存在也限制了α相晶粒的长大.     

淬火介质对铸造Ti-46Al-2Nb-2Cr合金晶粒细化的影响

用磁悬浮感应熔炼铸造方法制备了Ti-46Al-2Nb-2Cr（at,%）合金,通过显微组织观察,研究了快速循环热处理过程中不同淬火介质对合金晶粒细化的影响。结果表明,淬火介质明显影响铸态合金的显微组织。采用水冷有利于铸态合金晶粒的细化,加快细化的进程。这是由于采用水冷可获得较快的冷却速度,有利于获得具有高密度位错等缺陷快型转变组织,从而在γ相向α相转变时可提供更多的形核位置。     

电子束选区熔化成形及后续热处理后Ti-47Al-2Nb-2Cr合金显微组织

对电子束选区熔化成形及后续热处理后Ti-47Al-2Nb-2Cr合金显微组织进行了分析,讨论了成形过程中合金凝固和固态相变过程。研究结果显示：电子束选区熔化成形Ti-47Al-2Nb-2Cr合金的显微为细小的γ-TiAl 和 α₂-Ti₃Al形成的片层结构,但是由于电子束选区熔化成形过程冷却速度较快和成形过程中的热循环作用,成形样品的片层晶团和片层间距皆沿样品成形方向从上到下变大。合金的凝固过程通过了β单相区,并经历L → L β → β → β α → α → α γ的相变过程。为了得到均匀一致的显微组织,对电子束选区熔化成形样品进行了热处理,通过1250℃油淬后1200℃保温2小时,得到了细小均匀的片层结构组织。     

Ti-43Al-4Nb-1.4W-0.6B合金的本构方程以及加工图

在温度1323-1473 K,应变速率0.001-1 s-1的范围内研究了Ti-43Al-4Nb-1.4W-0.6B 合金的热压缩变形行为,其真应力-真应变曲线表明合金在变形过程出现了动态软化行为。依据经过摩擦和温度修正后流变应力的曲线,获得了该合金的本构方程,其中Zener-Holloman指数方程描述了温度和应变速率对变形行为的影响,以此构建五次多项式组来描述应变对材料参数的影响,其预测结果与实验结果相符。同时,建立了该合金的热加工图,并据此加工图预测出该合金合适的加工参数为1343 K和0.02 s-1,且成功地完成了在工业生产条件下对圆柱形试样的锻造。     

热机械处理对Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金的显微组织与力学性能的影响

包套锻造Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金由大量细小的动态再结晶等轴γ晶粒(晶粒尺寸可达1-2 μm),弯曲或破碎的层片和少量的残余平直层片组成,变形组织含有人量位错及少量变形孪晶.锻态试样抗拉强度(σb),延伸率(δ)分别达到708.1 MPa和0.95%.再通过不同的热处理分别得到晶粒细小的双态组织、近层片组织和全层片组织.经1320 ℃/30 min炉冷后得到双态组织,层片晶粒尺寸(d1)约为20 μm,层片体积分数(ψ1)约为60%,具有最高的δ,约为1-9%,σb约为658.9 MPa,为穿晶和沿晶混合断裂;经1340℃/30 min炉冷后得到近层片组织,dI约为60 gm,ψ1约为95%,O'b约为690.2 MPa,δ约为1.75%,上要为穿晶(层片)断裂;经1370℃/15 min炉冷后得到细小全层片组织(d1约为40 μm),具有最高的σb,约为715.1 MPa,5约为1.51%,为穿晶断裂.     

铸造Ti-45Al-8.5Nb-0.5(W,B,Y)合金组织均匀化处理

采用水冷铜坩埚感应熔炼制备了Ti-45Al-8.5Nb-0.5(W,B,Y)(at%)合金铸锭,研究了铸造合金组织特点及均匀化处理温度对显微组织的影响规律。结果表明,铸锭组织呈全层片,有大量β相网,富Al相等成分偏析;调整热处理温度使合金偏析区域处于α单相区,充分保温后缓慢冷却可消除偏析形成全层片组织;经过1420℃×12 h炉冷,β相与富Al相偏析均得以消除,获得平均尺寸约为320μm,层片间距约为0.8μm的均匀全层片组织。     

粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为及加工图(英文)

采用Gleeble-1500热模拟试验机进行等温压缩实验,在变形温度为1000-1150°C、应变速率为0.001-1s-1的条件下,研究粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的流变行为。结果表明:变形温度和应变速率对该合金的流变行为有显著影响,流变应力随应变速率的增加和变形温度的降低而增大。不同应变条件下的加工图表明该合金的加工图对应变量很敏感。应变量为0.5时,对应的加工图表明粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金合适的加工区域是:温度1000-1050°C、应变速率0.001-0.05s-1;温度1050-1125°C、应变速率0.01-0.1s-1。对热变形后合金的显微组织和加工图进行分析,发现1000°C,0.001s-1是该合金进行热变形的最佳工艺参数。     

Microstructural characteristics of Ti-48Al-2Cr alloy

The microstructural characteristics of two-phase α ₂+γ titanium aluminide before and after deformation are investigated by transmission electron microscopy (TEM). The orientation relationships associated with the γ-γ combinations can be divided into three types: true twin, order domain, and pseudo-twin. Of the three orientation relationships, true twin accounts for more than 50%, which is most likely due to a minimization of interfacial energy related to misfit and interaction energy of interface atoms. During deformation, lamellar boundaries cause different resistance to the propagation of intersecting twin. Experimental observations and theoretical analysis consistently show that the resistance has the following sequence: F _120°<F _180°<F _60°<F _α2/γ .     

Ti-48Al-2Cr-2Nb-( TiB2, Ni)合金凝固组织演变规律及力学性能研究

TiAl合金已成为航空航天工程升级换代的关键材料,然而其铸态晶粒尺寸粗大,室温塑性和强度低,限制其进一步工程应用。本文采用真空感应凝壳熔炼工艺系制备铸锭,系统研究TiB2和Ni元素共同添加对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,TiB2及Ni合金化后,合金的凝固路径和初生相并未改变,晶粒尺寸从700μm细化至100μm,生成片状TiB2和富镍τ3相。T4822-( Ni, TiB2)合金的室温拉伸强度与基体合金相近,断裂伸长率提高30%。700-900℃时,T4822-(Ni, TiB2)合金的抗拉强度始终高于基体合金,在900℃时抗拉强度达到365MPa,较基体合金提高9%。800℃和900℃时T4822-(Ni, TiB2)合金的断裂伸长率分别达到25.3%和36.1%,远高于基体合金。晶粒尺寸的细化和晶界处的块状γ相是T4822-(Ni, TiB2)合金塑性提升的主要原因,其良好的高温强度则可以归因于片层团内部和界面处的硬质硼化物和富镍τ3相。     

Ti-42.85Al-12.3Nb-2Cr合金相组成对高温抗氧化性能的影响

通过热处理获得了合金Ti-42.85Al-12.3Nb-2Cr铸态(As-cast)、炉冷(FC)和水淬(WQ)3种含不同组成相和微观组织的合金,研究了这3种合金在1000℃静止空气中的断续氧化行为,采用XRD、SEM和EPMA分析了氧化膜的结构和组成.研究表明,Nb的加入能够显著提高合金的抗氧化性,但是高含量Nb的加入导致高温亚稳β相在室温组织中残留,β相使外层氧化膜的粘附性变差,促使氧化膜整体剥落.通过热处理消除β相后,获得的以γ α2为主相的炉冷合金中形成了有效的保护性氧化膜.     

The microstructure evolution of directionally solidified Nb-22Ti-14Si-4Cr-2Al-2Hf alloy during heat treatment

To obtain a homogenous and optimizing microstructure, non-equilibrium directionally solidified (DS) samples at high withdrawal rate were heat treated (HT). The heat treatments were carried out at 1500 °C for 3–100 h. The DS and HT samples consisted of Nb_SS, α-Nb₅Si₃ and γ-Nb₅Si₃, and the DS morphology altered significantly after heat treatment. The well developed Nb_SS dendrites were compromised and the size decreased from more than 100 μm to less than 60 μm when the heat treated time was 6 h. On the other hand, the Nb_SS in eutectic interconnected and meanwhile connected with the dendrites, and the frequency of small size got lower with the heat treated time increasing. When heat treated for 100 h, the size of Nb_SS was comparatively uniform and concentrate in the region of 5–20 μm with a value of 63% for Ostwald ripening. The dendric and eutectic morphologies exited in the DS sample disappeared, turning into a net-work structure. The components of primary Nbss dendrites and Nbss in the intercellular regions were homogenized after heat treated for 3 h. However the enrichment of Ti, Cr and Hf in γ-Nb₅Si₃ compared to α-Nb₅Si₃ could not be eliminated by homogenizing treatment even for 100 h.