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1、TiAl基合金由于具有密度小、高溫強(qiáng)度高等優(yōu)良的特性而成為高強(qiáng)輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料的首選,TiAl基合金板材在航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)及低壓渦輪葉片等零部件中有著廣闊的應(yīng)用前景。但是TiAl基合金具有本質(zhì)脆性,加工成形困難,板材的制備存在一定的難度。本文以Al-Si合金箔和純Ti箔為原料,通過(guò)熱壓及反應(yīng)合成的方法制備出了(α2+γ)片層與TiAl單相層交疊的Ti5Si3顆粒增強(qiáng)層狀結(jié)構(gòu)的TiAl基復(fù)合材料板材。探索優(yōu)化了熱處理工藝,分析了反應(yīng)熱處理過(guò)
2、程中板材的微觀組織及物相組成,對(duì)相轉(zhuǎn)變規(guī)律及反應(yīng)合成機(jī)理進(jìn)行了研究,并對(duì)其高溫力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試與分析。
將熱壓后結(jié)合良好的多層Ti-(Al-6Si)復(fù)合材料板在700oC進(jìn)行低溫?zé)崽幚?,利用液固反?yīng)加快反應(yīng)速度,Si不斷地固溶到生成的TiAl3相中,反應(yīng)層Ti(Al,Si)3中的Si存在濃度梯度,沿著Al-Si/Ti(Al,Si)3界面到Ti/Ti(Al,Si)3界面的方向Si含量呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。
在1200 oC高
3、溫?zé)崽幚磉^(guò)程中,隨著相的轉(zhuǎn)變Ti(Al,Si)3層中的Si原子在TiAl層和TiAl2層中以Ti5Si3顆粒的形式析出,EDS/TEM結(jié)果表明Ti5Si3顆粒中固溶了一定量的Al。1200℃/8h的高溫?zé)崽幚砗笾苽涑鰧訝畹腡iAl層與Ti3Al層交替分布的TiAl基復(fù)合材料板材。
經(jīng)過(guò)1400℃/25min的片層化熱處理后制備出了(α2+γ)片層與TiAl單相層交疊的Ti5Si3顆粒增強(qiáng)層狀結(jié)構(gòu)的TiAl基復(fù)合材料板材。原始A
4、l-Si合金層的位置形成了TiAl單相層,原始Ti層的位置形成了(α2+γ)片層,大量的原位自生的Ti5Si3顆粒彌散分布在TiAl單相層中,(α2+γ)片層中Ti5Si3顆粒相對(duì)較少,一部分Ti5Si3顆粒分布在片層組織周圍,呈現(xiàn)準(zhǔn)連續(xù)網(wǎng)狀分布的特點(diǎn),增強(qiáng)相Ti5Si3顆粒與基體結(jié)合良好,沒(méi)有孔隙產(chǎn)生。板材中Ti5Si3顆粒的分布受控于Si在TiAl3層的分布情況。
高溫拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著溫度的逐漸升高,Ti5Si3/T
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