Effects of Thermal Exposure on the Tensile and Fatigue Properties of Cast Ti—47Al—2Cr—2Nb--0.15B Alloy

测量了铸造Ti—47Al—2Cr—2Nb-0．15B(原子分数，％)合金的高温疲劳强度以及650℃／100h和800℃／100h热暴露后的拉伸性能和疲劳强度，采用X射线衍射和扫描电镜等方法分析了经热暴露后合金基体组织的变化和表面层的结构．随暴露温度的提高，合金的室温塑性和疲劳强度降低，650℃附近有一转折点，大于650℃时上述性能加速下降；合金高温疲劳性能具有相似的变化规律．显微分析表明，在热暴露或高温疲劳实验时，表面形成的脆性层是导致合金性能降低的直接原因；而随温度的提高，表面层由渗氧层转变为氧化层是导致合金性能随温度变化出现转折的原因．     

Ti-Nb-Ta-Zr合金组织研究

本文研究了时效处理对两种医用Ti-Nb-Ta-Zr合金组织的影响研究表明,在300-600℃之间对Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金进行时效处理,α和ω相从β基体中析出Ti-39Nb-13Ta-4.6Zr合金比Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr合金稳定,对其进行短期时效处理,未见α相和ω相析出.长期时效处理(12 d)后,才有可见α相出现.     

α"马氏体相对Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr医用钛合金杨氏模量和力学性能的影响

研究了Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr(质量分数,%)医用钛合金中α"马氏体相的形成及其对杨氏模量和力学性能的影响.对于β单相区固溶处理(1023,1123和1223 K分别热处理1.8,3.6,14.4和28.8 ks)并在冰水中淬火样品,X射线衍射和内耗测量表明α"马氏体相的体积含量随固溶温度和固溶时间变化.这主要归因于晶粒尺寸对β相的稳定性和马氏体起始转变温度(Ms)的影响当晶粒小于临界尺寸(约40 μm)时,由于马氏体起始转变温度较低,导致相转变被抑制;当晶粒大于临界尺寸时,α"马氏体相的体积含量随晶粒尺寸的增加而迅速增加;随着晶粒进一步长大,α"马氏体相的体积含量反而减少.实验结果还表明相对于β相,α"马氏体相具有高塑性、低强度、低硬度和相近的杨氏模量.     

钛合金精密铸造用陶瓷模壳研究

对适用于钛合金精密铸造用陶瓷模壳的制备工艺进行了系统的实验分析，表征了以过渡金属氧化物溶胶为粘结剂、稳定氧化锆为耐火材料的料浆的性能并讨论了相关参数的影响，对比研究了级配粉与均匀细粉制作的模壳的表面质量，结果表明，粗／细粉含量等级配参量和粉液比通过影响密度、粘度、滞流率以及涂层厚度等工艺参数而影响模壳的表面质量．在上述分析基础上确定了适用于本实验条件下钛合金精密铸造用陶瓷模壳的制备工艺参数。     

γ-TiAl与氧化锆陶瓷模壳的界面反应

采用扫描电镜、电子探针、微区分析、面分布等方法研究了CaO稳定的ZrO2陶瓷型壳与TiAl基合金熔体的界面反应.反应层厚度在80-280μm之间,该区域晶界粗大,电子探针面分析证明是明显的富Zr区.延长金属TiAl与模壳的反应时间,以获得较大的反应界面,进一步研究TiAl熔融液与模壳之间的反应机理.     

THE CALCULATION AND DETERMINATION FOR α_2 PHASE AND α_2/α_2+βPHASE BOUNDARY IN Ti_3AI BASED ALLOYS

对Ｔｉ_３－Ｍｏ－Ｎｂ，Ｔｉ_３Ａｌ－Ｎｂ－Ｖ，Ｔｉ_３Ａｌ－Ｚｒ－Ｖ三个赝三无合金系的实验结果表明，α_２／α_２＋β相界遵守电子浓度规律，且合金元素的价电子数由它们的电子结构决定过渡族元素Ｔｉ，Ｚｒ．Ｖ，Ｍｏ，Ｎｂ的价电子为ｓ＋ｄ电子。即Ｎ_（Ｔｉ）＝Ｎ_（Ｚｒ）＝４（ｓ~２ｄ~２），Ｎ_ｖ＝５（ｓ~２ｄ~３），Ｎ_（Ｎｂ）＝５（ｓ~１ｄ~４），Ｎ_（Ｍｏ）＝６（ｓ~１ｄ~５）、非过渡族元素Ａｌ的价电子为ｓ＋ｐ电子，即Ｎ_（Ａｌ）＝３（ｓ~２ｐ~１）α_２相的计算模型为Ｎ＝ΣＮ_ｉｆ_ｉ，α_２／α_２＋β相界的特征电子浓度值为Ｎ_ｃ＝ΣＮ_ｉｆ_ｉ＝３．７８７．     

元素Si对TiAl合金抗氧化性能的影响

研究了元素Si对不同Nb含量TiAl合金抗氧化性能的影响．结果表明，合金中Nb含量越低，Si对合金抗氧化性能的提高作用越明显．主要表现为Si促使二元合金形成连续致密的Al2O3层及使不同Nb含量合金表层氧化物更加均匀细小．因而随Si含量的增加，TiAl合金的氧化增重速率系数降低，氧化速率下降．运用等温氧化增重实验、X射线衍射和扫描电镜等手段对Si的作用进行了分析讨论．     

B和C对铸造TiAl基合金宏观和显微组织的影响

对比研究了B和C含量的变化对铸造TiAl基合金宏观和显微组织的影响。结果表明 ，B或C含量的增加均能细化TiAl基合金的晶粒，但二者的作用特点不同。B含量对宏观组织和晶粒尺寸的影响是渐进的，而C对其影响存在一个临界含量。显微观察表明，微量的B就能使合金析出TiB2，随着合金中B含量的增加，硼化物颗粒呈不同的形貌。对于含C合金，当C含量低于临界含量时，在光学尺度上观察不到碳化物相，而当C含量高于临界含量时，合金中生成大量的Ti2AlC碳化物颗粒。讨论了B和C细化TiAl基合金的机制。     

Ti-46.5Al-5Nb合金的热机械疲劳行为研究

研究了铸造Ti-46.5Al-5Nb合金温度在200-600℃之间三角波和温度在300-700℃之间梯形波的热机械疲劳(TMF)行为.并通过SEM技术分析了不同波形对合金热机械疲劳行为的影响.结果表明,随着应力的提高,合金的疲劳寿命降低,而合金的疲劳寿命随着温度的提高和持续时间的增加而增加.     

Temperature distribution for controlled-dwell extrusion of γ-TiAl

Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.15B alloy (atom fraction) was extruded at temperatures(Ta) of 1250 and 1330℃,respectively. The method of adding a thermal insulating layer was used to overcome the problem associated with the flow stress mismatch between the can and the billet during extrusion. Effects of two kinds of insulations, ZrO2 powders and silica fibers, on the quality of extrude bar along the radial direction were studied, and the process parameters were optimized by combining with finite element method (FEM). Tensile properties of the extruded alloy at room and elevated temperature were tested. The results show that the silica fibers has better thermal insulating property than ZrO2 powders. The temperature distribution in radial is more homogeneous using silica fibers. The alloy has a good balance of yield strength and room temperature ductility and the values are 680 MPa and 3.5%, respectively.