TiAl基合金高温变形行为研究

通过对Ｔｉ－３３Ａｌ－３Ｃｒ－０．５Ｍｏ（ｗｔ％）合金在９００℃高温拉伸时的变形特性、显微组织变化及断口形貌的研究。发现ＴｉＡｌ基合金高温变形主要是通过等轴γ相晶粒内的位错滑移、晶界滑移和层片晶团中层片间的相对滑移来进行的；γ相晶粒在变形过程中发生周期性的动态再结晶并引起流变应力周期性波动；层片状晶团与γ晶粒变形的非协调性导致孔洞在Ｌ／γ界面形核，长大并相互连通使合金最后断裂。     

TiAl—V金属间化合物的高温变形行为

采用双剪切方法,研究了钒对TiAl金属间化合物高温变形行为的影响。发现钒能显著提高TiAl化合物低温塑性、降低韧脆转变温度,加钒的TiAl化合物的强度在700℃以下随温度提高而提高。     

双相TiAl基合金的高温孪生变形机制

研究了Ｔｉ－４８Ａｌ双相合金在６００、８００℃下以不同压缩量变形后的微观组织结构。试验结果表明，在高温下形变孪生同样是双相ＴｉＡｌ合金的重要变形机制，孪生系统为「１１１」〈１１２。在高温下变形时，随着变形量的增加，不仅形变孪晶的数量增多，同时孪晶厚度显著增大。     

双相TiAl基合金的室温孪生变形机制

研究了Ｔｉ－４８Ａｌ双相合金在室温下以不同压缩量变形后的微观组织结构。试验结果表明，形变孪笺是双相ＴｉＡｌ合金的重要变形机制，孪生系统为「１１１」〈１１２。随着变形量的增加，形变孪晶数量均多，但即使经历较大变形，形变孪晶仍然很薄。     

高铌TiAl基合金高温抗氧化性能研究

在等原子比的TiAl基化合物的基础上添加不同量的Nb元素，获得了4种含不同组成相和微观组织的合金．用氧化增重法研究了这4种含Nb合金和二元TiAl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．结果表明，Nb的加入能够提高合金的高温抗氧化性．以γ α2为主相的合金Ti-42．8Al-14．2Nb形成了有效的保护性抗氧化膜．过量Nb的加入促使合金中富Nb相增多，氧化膜中出现Nb2O5，使氧化膜的结构疏松，同时氧化膜出现分层，氧化层剥落加速．     

双相TiAl基合金的高温孪生变形机制

研究了Ｔｉ－４８Ａｌ双相合全在６００、８００℃下以不同压缩量（２％、８％、１５％、２０％）变形后的微观组织结构。试验结果表明，在高温下形变孪生同样是双相ＴｉＡｌ合金的重要变形机制，孪生系统为｛１１１｝＜１１２］．在高温下变形时，随着变形量的增加，不仅形变孪晶的数量增多，同时孪晶厚度显著增大。     

粉末冶金TiAl基合金高温变形行为及其本构模型

采用Gleeble-3800热模拟机研究粉末冶金Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B(摩尔分数,%)合金在变形温度为1 100～1 250 ℃、应变速率为10-3～100 s-1和变形率为50%条件下的高温变形行为.结果表明:Ti-47Al-2Cr-2Nb- 0.2W-0.15B合金在高温变形初始阶段,流动应力随应变的增加迅速增加;当应变超过一定值后,流变应力开始下降并逐渐趋于稳定,出现稳态流动特征;随着形变温度的升高和应变速率的增加,合金高温变形时的峰值应力和稳态应力显著降低.利用热模拟压缩实验数据,基于Arrhenius 方程和Zener-Hollomon参数,运用多元回归分析方法建立Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B合金在高温变形过程中的流变应力本构模型.应用DEFORMTM 3D软件验证该流变应力本构模型的有效性,结果表明所得高温流变应力本构模型能够较好地预测Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W- 0.15B合金的高温变形行为.     

Fe3Al基合金高温变形过程中原位再结晶现象

ＴＥＭ及金相分析发现Ｆｅ３Ａｌ在高温变形过程中伴生原位再结晶。Ｆｅ３Ａｌ合金良好的高温塑性与ＩＳＲ有密切的关系，形变产生的晶格位错通过攀移或交滑移形成位错墙，在进一步的变形中，位错墙通过吸收晶内滑移位错增大两侧晶体的位向差，并逐渐向亚晶界和大角晶界演化。     

Cr对TiAl金属间化合物高温氧化性能的影响

研究了Ｔｉ－５０Ａｌ，Ｔｉ－４５Ａｌ－１０Ｃｒ和Ｔｉ－５０Ａｌ－１０Ｃｒ（原子分数，％）合金在８００－１１００℃下的高温氧化性能。结果表明，Ｔｉ－４５Ａｌ－１０Ｃｒ合金在８００和９００℃形成的氧化膜具有与ＴｉＡｌ合金同样的分层结构，外层为ＴｉＯ２，内层为ＴｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３的混合氧化物，在内外氧化层中间有一富Ａｌ２Ｏ３４的中间层，但内氧化层中有大量Ｃｒ掺杂，其氧化增重比Ｔｉ－５０Ａｌ的大，而１００     

TiAl基合金的高温塑性变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机在变形温度为1 000～1 150 ℃、应变速率为10~(-3)～10~0 s~(-1)的变形条件下,研究Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(摩尔分数,%)合金的热变形行为.利用光学显微镜和扫描电子显微镜分析合金在不同变形条件下的组织演化规律.结果表明:流变应力随着应变速率提高和变形温度降低而增大;在变形过程中,流变应力随着变形量增大而增大,当流变应力达到峰值后趋于平稳,表明合金在变形过程中发生了动态再结晶;热变形过程的流变应力可采用双曲正弦本构关系来描述,平均激活能为337.75 kJ/mol;从合金的组织演化过程中可以看出,合金中不均匀的原始组织得到明显均匀化,变形后的组织是由α_2/γ层片晶团和γ晶粒组成的双态组织,在α_2/γ层片晶团和γ晶粒的晶界交界处发现分布均匀的B_2相,并且随着变形温度升高B_2相数量逐渐减少.     

渗硅TiAl基合金的氧化动力学

改善TiAl基合金的高温抗氧化性能可更大限度地发挥其性能优势,固体渗硅是一种工艺简便且行之有效的方法,深入了解渗硅TiAl基合金的氧化动力学对保证其安全应用以及进一步的理论和实验研究具有重要意义。对经不同温度、时间固体渗硅处理的TiAl基合金在90 0℃下长期循环氧化过程中的动力学研究表明,其氧化过程通常包含三个阶段,即抛物线、线性和二次氧化阶段。提高渗硅温度有利于提高抗氧化性能。其中,经1 2 5 0℃渗硅2h的试样表现出优异抗高温氧化性能,在所测试的1 0 0 0h以内的整个循环氧化过程中仅出现抛物线氧化阶段,经90 0℃氧化1 0 0 0h后,增重小于0 . 3mg·cm- 2 ,相应的抛物线型氧化速率常数,Kp≈6 . 0 3×1 0 - 5mg2 (cm4 ·h) ,优异的抗氧化性能与其表层形成致密的Al2 O3层和相对稳定的Ti5Si3层有关。     

Al2O3/TiAl复合材料的高温氧化行为

用氧化增重法研究了57.46Ti-36.78Al-5.76TiO2(质量分数,％)体系添加Nb2O5,后的合成产物在850℃空气中的断续氧化行为,并借助XRD分析剥落的氧化皮的相组成.结果表明,氧化样品的初始氧化动力学符合线性规律,断续氧化动力学遵从抛物线规律.氧化皮由TiO2、Al2O3及Nb2O5相组成.适量Nb2O5的加入,高温氧化形成的Nb2O5和Al2O3的复合氧化物层阻碍了Ti元素的扩散.同时α2相的存在增加了Al2O3,的稳定性,降低了氧化速率.过量Nb2O5的加入,使NbAl3相高温氧化形成富Nb2O5相,造成氧化膜结构疏松,氧化膜脱落.     

TiAl化合物——一种具有竞争力的高温结构材料

金属间化合物以其耐高温、抗腐蚀和耐冲刷等特性成为航空航天、交通运输、化工、机械等行业重要的结构材料，并在近２０年受到了广泛研究［１－４］。由于金属间化合物晶体中金属键与共价键共存，同时兼有金属的韧性和陶瓷的高温性能，因此，具有很大的发展潜力［５］。目前，较活跃的三种金属间化合物为：Ｌ１２结构的ＮｉＡｌ化合物；Ｂ２结构的ＦｅＡｌ化合物；Ｌ１０结构的ＴｉＡｌ化合物［６－８］。ＦｅＡｌ化合物常温时的低塑性和低的断裂抗力以及在６００℃以上高温低的强度和蠕变性能，尤其是环境脆化影响其应用［９］；ＮｉＡｌ化…     

MCrAlY涂层对TiAl金属间化合物抗高温氧化性能的影响

研究了溅射Ｃｏ－３０Ｃｒ－６Ａｌ－０．５Ｙ及Ｎｉ－３０Ｃｒ－６Ａｌ－０．５Ｙ涂层对ＴｉＡｌ金属间化合物抗高温氧化性能的影响。结果表明，在９００℃－１０００℃范围内，ＣｏＣｒＡｌＹ，ＮｉＣｒＡｌＹ涂层表面由于可形成粘附性良好的Ａｌ２Ｏ３膜。大大改善了ＴｉＡｌ金属间化合物的抗氧化性能。     

TiAl基合金在汽车发动机上的应用

以金属间化合物TiAl为基的合金密度只有铁基或镍基高温合金的一半，且高温比强度高，作为轻质耐热材料非常引人注目。在飞机和汽车发动机中都期待着TiAl基合金的实用化，以降低燃料费，减少排放量。但是，实际上，由于TiAl基合金室温塑性低，高温强度、抗氧化性不足，制造困难等，使实用化相当困难。日本大同特殊钢公司自1985年开展TiAl基合金的实用化研究以来，开发了TiAl基合金近净形加工的精密铸造和接合等相关技术，于1998年实现了TiAl基合金的赛车发动机增压器涡轮的实用化。 1 合金开发 要进行TiAl基合金的实用化，必须要改…     

提高TiAl基合金室温塑性的方法

TiAl基合金具有密度低、高温性能好等优点，但室温塑性低一直是阻碍TiAl基合金应用的重要原因。本文总结了TiAl基合金的室温塑性的主要影响因素，以及通过添加合金化元素、改善加工工艺等方法来控制显微组织、提高TiAl基金合金的室温塑性的研究进展。     

TiAl基合金的氧化分层

用SEM及EDS研究了5种TiAl基合金经8001－1000℃,100h断续氧化及循环氧化后氧化剖面的结构、组成。结果显示,TiAl氧化表面存在分层现象。首先形成（TiO2 Al2O3）混合层,其次是新相过渡层;较少观察到连续的Al2O3层。因应力作用,氧化层开裂用至剥离后,化学分层转入物理分层阶段,氧化层保护性恶化。