碳含量對TiAl合金凝固組織及性能的影響.pdf

1、本文采用水冷銅坩堝感應熔煉爐以及離心鑄鈦機制備不同含碳量的TiAl合金鑄錠及相對應成分的棒狀試樣與階梯試樣。將合金鑄錠不同部位進行線切割，然后經(jīng)過拋光腐蝕之后觀察其宏觀形貌，并借助XRD和SEM等試驗方法對合金鑄錠與澆注試樣進行測試分析，同時對澆注試樣進行硬度與拉伸試驗，通過觀察分析不同含碳量TiAl合金鑄錠以及離心澆注階梯試樣不同部位宏觀形貌、顯微組織和力學性能來研究碳元素對TiAl合金顯微組織及力學性能的影響。
　　通過對鑄錠

2、宏觀形貌與顯微組織分析發(fā)現(xiàn)，當未添加碳元素時，TiAl合金鑄錠組織為粗大的柱狀晶；加入較少的碳元素（0.3at.％）時，合金鑄錠顯微組織得到細化，但未出現(xiàn)明顯的析出相；隨著含碳量的增多，晶粒進一步細化，并有尺寸較小的析出相出現(xiàn)，此時合金鑄錠成分較為均勻，性能較好；當含碳量過多時，由于析出相數(shù)量增多，而且尺寸較大，合金性能惡化。
　　在不同離心轉速條件下對含碳 TiAl合金階梯試樣（厚度分別為1 mm、2 mm和4 mm）進行澆注發(fā)

3、現(xiàn)，離心轉速較低時，合金凝固過程較為緩慢，晶粒有長大的時間，因而晶粒比較粗大；而離心轉速過快時，會加大熔體對型殼的沖擊，影響其力學性能。冷卻速度較慢時，合金凝固時間較長，晶粒粗大；而冷卻速度過快，使得合金出現(xiàn)應力集中等，影響其力學性能。
　　不同的凝固路徑合金的顯微組織不同。碳元素的加入可以促進TiAl合金的α轉變，使合金胞狀顯微結構過渡為層片狀，獲得組織較為均勻的TiAl合金澆注試樣。冷卻速度對TiAl合金顯微組織結構影響也較為