氫對(duì)鈦合金鑄件界面層組織及成分的影響.pdf

1、在鈦合金熔模鑄造過(guò)程中由于鈦合金熔體化學(xué)性質(zhì)活潑，易于模殼之間發(fā)生界面反應(yīng)。而鈦合金置氫能夠細(xì)化顯微組織，降低合金熔體中氧元素含量，有研究表明氫能夠抑制鈦合金熔體與石墨模殼之間的界面反應(yīng)，所以本文中對(duì)鈦合金鑄件進(jìn)行熱氫處理，并在實(shí)驗(yàn)室條件下研究含氫環(huán)境中鈦合金與Al2O3陶瓷模殼之間的界面反應(yīng)，研究了氫對(duì)鈦合金與Al2O3陶瓷模殼之間界面層組織、成分及顯微硬度的影響，分析了氫抑制界面反應(yīng)的原因。
　　研究結(jié)果表明：對(duì)TC4合金鑄件

2、進(jìn)行熱氫處理后，界面層中氧元素含量及界面層表面處的顯微硬度降低，顯微組織細(xì)化，并且熱氫處理溫度越高以及環(huán)境中氫氣壓力越高，界面層中氧含量及顯微硬度降低越明顯，顯微組織也被進(jìn)一步細(xì)化。
　　通過(guò)對(duì)比不同氫分壓下界面層中各元素含量的變化趨勢(shì)以及顯微硬度的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)液態(tài)置氫后能夠有效降低純鈦及TC4合金與Al2O3陶瓷模殼之間界面反應(yīng)層的厚度，在10kPa氫分壓條件下，純鈦與Al2O3陶瓷模殼之間界面反應(yīng)層厚度從200μm降低到55

3、μm，在20kPa氫分壓條件下，TC4合金與Al2O3陶瓷模殼之間界面反應(yīng)層厚度從130μm降低到50μm，且適當(dāng)改善熔煉工藝能夠使界面反應(yīng)層降低到30μm。
　　通過(guò)觀察界面層顯微組織，發(fā)現(xiàn)液態(tài)置氫后能夠阻礙陶瓷相顆粒向合金基體中的擴(kuò)散，從而使界面層中各合金元素含量在更小的范圍內(nèi)波動(dòng)，并改善界面層的表面質(zhì)量。
　　分析后認(rèn)為氫抑制鈦合金與Al2O3陶瓷模殼之間界面反應(yīng)的機(jī)理為：陶瓷相顆粒分解產(chǎn)生的氧元素與鈦合金熔體中的氫原