改善TiAl基合金显微组织新工艺的研究

研究了复合热机械处理新工艺技术对（Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ）－０．５Ｍｏ（ｗｔ％）合金显微组织的影响，试验结果表明，适当的复合热机械处理工艺能够使ＴｉＡｌ基合金铸态粗大的层片状晶团充分，完全破碎，获得各种形态的，均匀细小的显微组织，并分析了新工艺技术的热塑性变形及热处理对显微组织的影响。     

显微组织对TiAl基合金超塑性的影响

研究了两种不同组织的ＴｉＡｌ合金在较低温度下的超塑性行为。结果表明,原始显微组织对ＴｉＡｌ基合金的超塑性有很大影响,其中非平衡的热变形态组织在１０７５℃,８×１０＾－５ｓ＾－１条件下获得了５１７％的延伸率,远高于平衡双态组织（３３３％）。分析认为,非２态组织中的高的位错密度使其在高温变形过程中容易发生位错缠结,由此产生的硬化效应能促使缩颈转移,从而获得高延性。     

热处理对TiAl基合金相变和显微组织的影响

TiAl基合金净形成形是克服其难加工成形的有效方法，但该合金铸态组织较粗大，不利于提高其综合性能，如何细化该合金的微观组织成为当前研究热点之一。本文重点讨论了通过热处理改变TiAl基合金微观组织的技术途径，包括双相区热处理，双温热处理，循环热处理，快速加热循环热处理等，并分析了各种热处理条件下组织演变的微观机制，其中快速循环热处理对细化原始组织效果最为显著。     

TiAl基合金的组织演变

针对TiAl基合金是显微组织控制,综述了TiAl基合金中几种常见的组织演变,着重论述了变形TiAl基合金在热处理过程中的晶粒长大及动力学分析,TiAl基合金在冷却时层状组织的形成和全层状TiAl基合金在高温时的非连续粗化这3种组织演变的研究现状和面临的问题。     

快速加热循环热处理对TiAl基合金显微组织的影响

利用Gleeble-1500热模拟机研究了快速加热循环热处理工艺对TiAl基合金显微组织的影响。结果表明：利用该工艺可以使铸态TiAl基合金的基团尺寸从约800μm细化至500μm以下，使加工态TiAl基合金的晶团尺寸从约50μm细化至20μm以下，分析了晶界与相界发生的重结晶形核与长大，提出了在快速加热条件下TiAl基合金细小α2/γ全层片组织的形成与长大机制。     

快速加热感应热处理对TiAl基合金组织与性能的影响

采用GP-30（A）感应加热设备,研究了快速加热、慢速冷却循环热处理对TiAl基合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,利用该工艺可获得晶团尺寸约为50μm,层片间距约为0.12μm的细小全层片组织,可以较大幅度地提高压缩力学性能,最佳综合性能可达屈服应力745.1MPa,最大流变应力1672.12MPa和压缩率19.4%,经感应热处理和时效后的室温压缩断裂仍为较典型的解理断裂。     

Al-Li-Cu-Mg-Zr-Sc合金的显微组织和拉伸性能

一、前言 Al-Li系合金具有低密度、高的比强度和比刚度等特点,是一种新型的航空航天用铝合金材料。目前研究表明,Al-Li-Cu-Mg-Zr系合金具有较好的综合性能。采用适当的热处理工艺,比如:采用较低温度进行时效以及添加适量的合金元素(Bi、La、Ce)等,就对合金的力学性能,尤其是塑性、韧性均有改善。近年来,苏联在Al-Li-Cu-Mg-Zr系合金中又添加了稀有元素Sc,获得了良好的综合性能。 目前国外,尤其是前苏联对含Sc铝合金的研究日益增多,而国内在这方面的论文报道较少。本文研究了Al1.42Li2.41Cu0.93Mg0.93Mg0.O73Zr0.17Sc(wt％)合金采用160℃单级时效(T_6)的时效行为和室温拉伸性能,并利用扫描电镜对拉伸试样断口形貌进行了观察,利用透射电镜对合金的显微组织进行了观察和分析。 二、实验方法     

TiAl基合金高温抗氧化性能的研究进展

TiAl基合金具有密度低、熔点高、抗蠕变性能优良、比强度和比刚度高等优点,很有希望作为新型高温结构材料而得到广泛应用.然而由于其高温抗氧化性能较低,应用受到一定限制.从合金化技术、表面改性技术和粉末冶金技术3方面讨论了改善TiAl基合金高温抗氧化性能的有效措施.     

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.     

TiAl基合金双态组织高温变形的研究

采用自制的高温拉伸机研究了Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ－０．５０Ｍｏ合金双态组织的高温变形，结果表明，在适当的变形工艺条件下，在９７０℃获得了高达１９４％的延性。     

脉冲电流对冷坩埚定向凝固TiAl基合金微观组织和性能的影响

施加脉冲电流进行Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb(原子分数,%)合金的定向凝固并结合仿真实验,研究了脉冲电流对其凝固组织和性能的影响。结果表明：随着频率为200 Hz的脉冲电流密度的增大电流集肤效应增强、熔体内电流集肤效应加重。在集肤层电流焦耳热效应的作用下糊状区侧向散热的热流密度降低,使枝晶的平均偏离角减小,从而使合金的断后延伸率增大。脉冲电流密度较小时,在焦耳热效应和电磁搅拌的作用下熔体中枝晶的重熔和破碎使柱状晶晶粒的径向尺寸减小。但是,过量的焦耳热使熔区的长度增大、温度梯度减小,反而使晶粒的径向尺寸增大。因此随着电流密度的增大TiAl合金的抗拉强度先提高后降低,施加频率为200 Hz、电流密度为35.3 m A/mm的脉冲电流Ti Al合金的抗拉强度最大,比母合金铸锭的抗拉强度提高了70.7%。电流密度为52.9 m A/mm时延伸率达到最大值,比母合金锭的延伸率提高了129.5%。     

TiAl基合金层状组织中裂纹扩展区的塑性变形

本文通过观察ＴｉＡｌ合金层片组织四点弯曲试样侧面裂纹扩展与滑移迹线之间的关系，分析讨论了层状组织中塑性变形对裂纹扩展的影响。发现不论层片相对裂纹处于何种取向，沿层片方向都有一定程度的塑性变形，这种变形对于平行，倾斜，垂直于片层扩展的主裂纹都可引起裂尖钝化，从而引发构成各种韧化机制。     

TiAl基合金层状组织中裂纹扩展区的塑性变形

本文通过观察ＴｉＡｌ合金层片组织四点弯曲试样侧面裂纹扩展与滑移迹线之间的关系，分析讨论了层状组织中塑性变形对裂纹扩展的影响。发现不论层片相对于裂纹处于何种取向，沿层片方向都有一定程度的塑性变形，这种变形对于平行、倾斜、垂直于片层扩展的主裂纹都可引起裂尖钝化，从而引发构成各种韧化机制     

显微组织对TA15合金高温拉伸性能的影响

研究了显微组织变化对TA15合金500℃高温拉伸性能的影响。结果表明:初生α相含量增加、α相方向性增强、次生α片变厚及β晶粒尺寸变粗大等显微组织的变化,可使TA15合金500℃高温抗拉强度降低,最大降幅达90MPa以上。研究表明,随初生α相含量增加,增多了晶界数量,而随温度升高晶界强度比晶粒强度下降快,导致高温抗拉强度随初生α相含量增加而降低。     

选区激光熔化成型GH3536合金的显微组织与拉伸性能

采用选区激光熔化(SLM)成型技术制备了GH3536合金试样,并对其显微组织与拉伸性能进行了分析。结果表明:SLM成型GH3536合金试样的基体显微组织为奥氏体,试样内部存在明显的微裂纹,纵向和横向的显微组织形貌存在明显不同;该试样纵向的拉伸性能优于横向的,相对于热轧Hastelloy X (GH3536)合金,SLM成型GH3536合金试样的强度较好,但塑性较差。     

拉伸变形纯铜的显微组织特征

为了研究多晶体中晶粒取向对其形变显微组织的影响，采用透射电镜定量表征了拉伸变形无氧高纯铜(0FHC)的显微组织，研究了形变显微组织与晶粒取向之间的相关性．结果表明：在晶粒内部形变显微组织均匀一致，而在不同晶粒之间则存在明显差异；根据位错组态的不同可将形变组织分为3种类型，即I型组织、Ⅱ型组织、Ⅲ型组织；不同类型形变显微组织与晶粒取向间存在明显的相关性．     

厚条带Mg-Al-Zn基合金的显微组织研究

利用单辊低速旋铸方法制备出Mg-3%Al-i.2%Zn-0.2%Mn合金厚条带,估算了不同转速下条带的冷却速度,并重点研究了条带正面及其横截面的显微组织.结果表明:单辊低速旋铸条带(300转/分和500转/分)的冷却速度在104K/s和105K/s之间,厚条带的晶粒较铸态组织品粒细小.500转/分的镁合金条带的断面组织晶粒沿横截面分布比较均匀,并基本均为等轴晶区.300转/分条带的自由面出现部分柱状晶,而贴辊面及贴辊面和自由面之间的过度区都为等轴晶.     

全层片状组织的TiAl基合金高温塑性的研究

采用自制悬垂式流变拉伸机研究了ＴｉＡｌ基合金全层片状组织试样的高温塑性变形行为及过程。试验结果表明，在保持较稳定的应变速率工艺下，合金在９００℃的高温变形能力达７５．５％。动态再结晶促使γ相的形成，并在一定条件下导致混晶现象的出现。锯齿状晶界与混晶现象的存在，被认为是试样拉伸断裂的主要原因。     

Y微合金化高铌TiAl基合金微观组织研究

采用真空非自耗电弧炉制备了名义成分为Ti-45Al-8Nb-xY(x=0,0.1,0.3,原子分数/%,下同)的合金,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及能谱分析仪(EDS)观察了Y的添加与均匀化热处理制度对合金组织的影响。结果表明:稀土Y可以细化(α2+γ)层片团,较多的Y加入量(0.3%)细化效果显著;Y在合金中可形成分布在层片团晶内和晶界的粒状及棒状Y2O3和YAl2相;Y提高了Ti-45Al-8Nb合金的Tα转变温度,使同一均匀化热处理工艺下三种高铌TiAl基合金的组织差别较大。     

TiAl基合金环境脆性的研究

研究了不同环境气氛对成分为Ｔｉ－４６Ａｌ－２Ｃｒ－０．２Ｓｉ－０．１Ｎｄ（ａｔ％）的ＴｉＡｌ基合金室温塑性的影响。结果表明该合金在室温下对环境脆性是敏感的，在不同气氛中的拉伸塑性依次为Ｏ２〉Ａｉｒ（空气）〉Ｈ２〉Ａｒ＋Ｈ２Ｏ。水汽和氢气均引起环境脆性，但水汽比氢气更有害。