微量B元素对铸造Ti2AlNb合金组织与力学性能的影响

目的 研究微量B元素对铸造Ti2AlNb合金组织和力学性能的影响，优选出适合铸造工艺的Ti2AlNb合金成分，为推进铸造Ti2AlNb合金的应用提供理论和数据支撑。方法 以Ti–22Al–25Nb(原子数分数，下同)、Ti–22Al–24Nb–0.1B、Ti–22Al–24Nb–0.2B合金为研究对象，采用光学显微镜、扫描电镜研究不同B含量合金铸态、热等静压态的宏、微观组织及析出相形态。采用XRD分析合金的物相组成，室温拉伸性能测试评价力学性能，通过扫描电镜观察拉伸断口，分析微量B元素对力学性能产生影响的原因。结果 添加微量B元素可以明显细化Ti–22Al–25Nb合金的晶粒尺寸，随着B元素原子数分数增加至0.2%，晶粒尺寸由958 μm减小至548 μm。B元素在合金中主要以固溶态、TiB和TiB2针片状析出相形式存在，随着B含量的增加，硼化物长度和厚度尺寸略微增加、体积分数由0.3%增加至0.8%。0.1B合金的室温屈服强度、抗拉强度和伸长率与原合金水平相当，0.2B合金的屈服强度提升，但其抗拉强度和伸长率均降低。断口分析显示，0.2B合金塑性降低是硼化物增多、集中分布引起脆性断裂所致。结论 综合B元素对流动性的改善效果，优选出适合铸造工艺的合金成分为Ti–22Al–24Nb–0.1B。

Effect of Trace B on Microstructure and Mechanical Properties of Cast Ti2AlNb Alloy