2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、TiAl合金密度低、比強(qiáng)度高,且有著良好的高溫抗氧化和抗蠕變能力,因而在航空航天、工程制造等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中定向凝固制備的TiAl合金鑄件由于其顯微組織得到細(xì)化且定向排列,在一些特殊領(lǐng)域更是用途廣泛。然而,由于鑄造過程中TiAl合金熔體具有很高的活性,幾乎會(huì)與所有已知的鑄型材料發(fā)生不同程度的界面反應(yīng),導(dǎo)致在鑄件表面形成污染層,進(jìn)而劣化了TiAl合金鑄件的內(nèi)部及表面質(zhì)量。這使得TiAl合金的生產(chǎn)成本變高,后續(xù)處理工藝也會(huì)更加復(fù)雜

2、,是一個(gè)亟待解決的問題。
  本文采用不同涂層,通過改變Nb和Al元素的含量,對合金與涂層界面處的微觀組織、元素分布、物相及硬度分布等進(jìn)行檢測,進(jìn)而得到不同界面反應(yīng)的程度由大到小對應(yīng)的涂層依次為:ZrO2>Al2O3>Y2O3。這說明界面反應(yīng)程度不僅與涂層材料的熱力學(xué)穩(wěn)定性有關(guān),還在很大程度上受到其在高溫熔體中的溶解性影響。此外,合金中 Nb元素含量的增加增強(qiáng)了熔體的活性,增加了界面反應(yīng)的程度,進(jìn)而增大了界面反應(yīng)層厚度。而Al元素

3、的變化規(guī)律卻與Nb元素的相反。在界面反應(yīng)過程中,存在界面處物相的溶解和元素的擴(kuò)散,進(jìn)而在凝固后在界面處形成了一系列新相,并在偏合金一側(cè)形成了固溶體,導(dǎo)致鑄件表面硬度梯度的形成。
  本文還通過標(biāo)準(zhǔn)生成自由能公式比較了1873K下不同氧化物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能,發(fā)現(xiàn)三種涂層的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能從大到小依次為:ZrO2>Al2O3>Y2O3。表明Y2O3的穩(wěn)定性最好,最不容易分解;Al2O3次之,而ZrO2最容易分解,與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。此外利用

4、Meidema生成熱模型對Ti-Al-Nb三元體系的活度做了計(jì)算后發(fā)現(xiàn),Al含量范圍為46%-50%時(shí),Al含量越大,相應(yīng)體系活度值反而降低,基本呈線性關(guān)系,說明在此范圍內(nèi)Al元素的加入能夠降低合金熔體的活性;Nb含量范圍為2%-9%時(shí),Nb含量越大,相應(yīng)體系活度值越大,近似成二次指數(shù)關(guān)系,說明在此區(qū)間Nb元素的加入能夠顯著提高合金熔體的活性。
  在實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的基礎(chǔ)上,采用Materials Studio軟件對TiAl合金與不同

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