B、Y對高溫鈦合金組織性能影響的研究.pdf

1、600℃以上短時用高溫鈦合金多為近α合金，在航空航天領域，特別是發(fā)動機零部件材料方面具有重大的應用價值。本文系統(tǒng)研究了合金成分與熔煉方式對鈦合金組織形貌的影響；探索添加Y及 B、Y共同添加對水冷銅坩堝感應熔煉合金顯微組織的影響，研究其力學性能變化，測定合金β轉(zhuǎn)變溫度，對不同固溶溫度處理后的組織變化、相組成及拉伸性能進行比較；研究了添加Y后合金在650℃循環(huán)氧化程度，對氧化機理進行了一定的分析，通過螺旋形流動試樣分析了合金成分和鑄型預熱溫

2、度對鈦合金流動性能的影響。
　　采用掃描電子顯微鏡(SEM)分析電弧熔煉的紐扣錠，B含量越多，析出的黑色TiB晶須越多，晶粒尺寸也更加細小，但存在臨界值0.3％；Y與B的細化規(guī)律相似，不同的是析出相是白色球狀Y2O3顆粒，細化效果略差于B。與電弧熔煉相比，熔模鑄造合金組織更細小，微氣孔等鑄造缺陷更少。界面線掃描發(fā)現(xiàn)，B、Y均可降低界面反應層厚度，從界面向基體，各元素含量有一定變化，硬度呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。
　　實驗表明，水冷

3、銅坩堝感應熔煉的合金組織為典型的魏氏組織，不添加B、Y的合金組織粗大，壓縮強度和應變分別為1757MPa和23.0%，加入 Y后兩者同時提高至1858MPa和26.5%，B、Y復合加入后強度提高不多，但塑性有一定程度的下降；三點抗彎性能也有類似的規(guī)律，Y提高合金綜合性能，B、Y以損失塑形來進一步提高強度。差熱分析得出β轉(zhuǎn)變溫度為983℃左右，在960℃和1020℃進行固溶處理后，組織中α相含量和尺寸減少，X射線衍射(XRD)分析相組成無

4、明顯變化，隨著固溶溫度的升高，拉伸強度有一定的提高。
　　循環(huán)氧化結(jié)果顯示，加入Y后，氧化增重降低，氧化顆粒尺寸減小，氧化層厚度變薄，B、Y共同添加后顆粒尺寸降為納米級，通過能譜(EDS)和X射線衍射(XRD)分析，氧化顆粒為TiO2，合金相組成為α-Ti和TiO2；Ti和Al的含量在氧化層呈現(xiàn)互補趨勢，Y的加入促進了Al2O3保護層的致密化，提高了合金的抗氧化性。流動性實驗表明，合金成分的多元化導致粘度增加，流動受阻，適當提高模