高温钛合金中杂质元素Fe的扩散行为及其对蠕变抗力的损害作用

高温钛合金是先进航空发动机压气机应用的理想材料,代替钢或镍基高温合金,可以显著提高发动机的推重比和服役性能.随着钛合金使用温度的提高,高温蠕变抗力越来越成为影响其使用温度和使用寿命最关键的力学性能.在400～600℃的温度范围内,钛合金的蠕变变形一般受位错攀移机制所控制,蠕变激活能近似等于有效扩散激活能,因此,扩散是影响钛合金高温蠕变抗力的最主要因素.杂质元素Fe在钛合金中具有反常大的扩散能力,是Ti自扩散系数的103～105倍,在Ti中的扩散可能受离解扩散机制所控制.钛合金中的微量Fe同时会显著促进Ti的自扩散,提高位错攀移速率,从而降低蠕变抗力.为了改善高温钛合金的蠕变性能,需要严格控制原材料如海绵钛和中间合金中杂质Fe的含量.     

钛合金损伤与预防的研究进展

对近年来钛合金的缺陷、损伤及其预防与控制技术进行总结与归纳.结果表明,钛合金的常见缺陷可从与熔炼工艺有关的缺陷、与其它工艺相关的缺陷以及与表面完整性相关的缺陷三个方面进行分析;钛合金Ti3Al(α2)相的析出具有力学行为相关性;钛合金表面的氧化污染区包括氧高度污染区、氧化膜区、氧高梯度扩散区和氧缓慢扩散区,富氧层具有明显的缺口效应;采用断口定量分析技术可反推钛合金构件疲劳应力,且误差较小.     

钕在Ti—Al—Sn—Zr—Mo—Si—Nd耐热钛合金中的存在形态

在采用常规冶金工艺的Ti—Al—Sn—Zr—Mo—Si—Nd合金中,绝大部分钕是以富钕第二相存在的。SEM、TEM、X射线衍射、能谱分析和电子探针试验表明:富钕第二相呈球形或椭球形,其成分由Nd、Sn和O组成,Nd和Sn的原子含量比约为3:2,其结构为体心立方,而且与基体非共格。     

我国航空系统钛合金发展现状与展望

多年来在有关工业部门的大力协同和产、学、研的紧密结合下 ,我国航空业在钛合金研究和应用方面取得了长足的进步。据统计 ,纳入最近刚出版的《中国航空材料手册》(第二版 )的较成熟的钛合金牌号就有 2 9种。迄今为止 ,航空钛合金领域共获得部级以上科技成果奖 2 9项 ,其中国家科技进步一等奖、二等奖和三等奖各 1项 ,国家发明三等奖 3项 ,全国科学大会奖 1项。其钛合金产品见图 1～图 9。1996年以来 ,航空系统又积极开展了TB8高强钛合金 (图 10 )、 6 0 0℃高温钛合金、阻燃钛合金 (图 11)、颗粒增强钛基复合材料 (图 12 )、 Ti- Al系金…     

Ti-10V-2Fe-3Al合金热变形的研究

利用Gleeble3500热模拟试验机对Ti-10V-2Fe-3Al合金两种状态在不同变形温度及不同变形速率条件下的热变形行为进行了研究。结果表明，不同初始状态对合金的应力应变行为影响较大，经过固溶处理后在低于相变点变形时合金的流变应力比较高，但在高于相变点变形时流变应力没有明显差异；合金的应力指数与合金的状态和应变速率有关，大概以0．1s^-1为界分为低应变速率和高应变速率两部分；合金的表观激活能与材料的状态、变形温度及变形速率有关。当两种状态下的合金在温度为650～800℃、应变速率为0．001～0．1s^-1范围内变形时，β相内只发生动态回复，而α相除了发生动态回复外还可能发生动态再结晶；合金在相变点以上变形时只存在着单一的动态回复机制。     

金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯的性能及组织的影响

本工作以石英玻璃粉作为基体材料, 白刚玉粉作为矿化剂, 金属Al粉作为添加剂, 制备了氧化硅基陶瓷型芯。研究了不同含量金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯收缩率、物理性能、显微组织和相组成的影响。研究结果表明, 在型芯烧结过程中, 金属Al粉受热氧化形成Al₂O₃, 伴随着体积膨胀和重量增加, 可以抑制陶瓷型芯的烧结收缩和铸造收缩。Al粉对烧结过程中的方石英析晶无明显抑制作用, 铸造过程中由于型芯骨架结构的松散程度增加, 型芯的高温抗变形能力降低。当铝粉含量为1wt%时, 陶瓷型芯综合性能良好, 三维方向的烧结收缩率分别为0.01%、0.03%、0.03%, 气孔率为28.58%, 挠度为0.57 mm, 抗弯强度为12.1 MPa。制备的陶瓷型芯能够满足高温合金定向凝固需求, 并有望能提高空心涡轮叶片的内腔尺寸精度。     

Effect of Fe addition on microstructure and mechanical properties of Ti-25V-15Cr-2Al-0.2C alloy

1　INTRODUCTIONTitaniumalloyshavebeenextensivelyappliedtoaerospaceindustriesduetotheirexcellentspecificstrength ,goodcorrosionresistanceandmechanicalproperties .However ,conventionaltitaniumalloysarehighlyreactiveandcanundergosustainedcombustionunderconditionsencounteredingasturbineenginescompressors.Intheearly 1990s ,Pratt&Whit ney[13] intheUSAdevelopedanew βtitaniumalloywithgoodburnresistance ,designatedAlloyC (Ti 35V 15Cr) .Theproductioncostofthisalloyisveryhighbecauseofalargeamou…     

TA15钛合金疲劳裂纹扩展与显微组织的关系

对TA15钛合金的疲劳裂纹扩展速率及其影响因素进行了研究.结果表明,在β区锻造的模锻件,其低倍组织为清晰可见的β晶粒,属于较粗大的网篮组织.在α β区锻造的模锻件,其组织为双态组织.β区锻件的塑性偏低,但其da/dN疲劳裂纹扩展速率明显比α β区锻件的慢.β区锻件的da/dN疲劳裂纹的断口形貌中,包括裂纹扩展的初期、中间阶段和末尾断裂阶段,都明显存在二次裂纹和解理脆性特征.     

碳化物分布状态对Ti-25V-15Cr-2Al-0．2C-x合金微观组织的影响

碳化物和α相是Ti-25V-15Cr-2Al-0．2C-x（x=0.2%Mo,2%Nb等）阻燃β钛合金基体上的2种主要析出相。采用OM，SEM，TEM等方法研究了具有不同碳化物分布状态的Ti-25V-15Cr-2Al-0．2C-x合金的热处理及热暴露后的微观组织。结果表明，细小、弥散分布的碳化物颗粒不仅能细化合金的β晶粒，而且能明显抑制对合金组织稳定性有害的α沉淀相的析出，碳化物颗粒越细小、弥散，抑制α相析出的作用就越强，合金的组织稳定性也越高。     

Re对单晶高温合金高温高应力持久性能的影响

基于DD6合金成分,调整合金Re与Cr含量,浇注5种不同Re含量单晶高温合金.通过对合金在1 038℃,248 MPa持久性能的测试及对合金断裂组织扫描、透射电镜观察与分析,探讨了Re对单晶高温合金高温高应力持久性能的影响.结果表明:在高温高应力条件下,随合金中Re含量的单独增加,合金高温高应力持久寿命提高,而单位质量Re元素的强化作用减弱;合金Cr含量对合金高温高应力持久寿命有显著影响,Re含量增加的同时适当降低合金Cr含量,可使合金获得较高的持久寿命.