快速凝固TiAl-Nb合金的顯微組織及相轉(zhuǎn)變.pdf

1、γ-TiAl基合金由于低密度、高強(qiáng)度以及良好的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性，目前被認(rèn)為是具有應(yīng)用潛力的高溫結(jié)構(gòu)材料。但是在室溫條件下表現(xiàn)出的低塑性和韌性，一直以來限制著它們的實(shí)際應(yīng)用。本文首先采用真空鈕扣爐制備了不同Nb含量的Ti-46Al-xNb-2Cr-0.3Y(x=2,4,6)母合金錠，接著利用快速凝固-熔體旋轉(zhuǎn)法(Melt-Spinning)制備了同成分的合金薄帶，研究合金元素Nb和快速凝固對合金組織和性能的影響。研究的目的是探索提高Ti

2、Al合金的室溫塑性和高溫性能的途徑。
　　利用金相電鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)及電子探針(EPMA)對鑄態(tài)合金的顯微組織研究發(fā)現(xiàn)，合金呈現(xiàn)典型的枝晶組織，在枝晶間均勻地分布著白點(diǎn)狀的Y2O3顆粒相以及網(wǎng)紋狀的Al2Y化合物。對合金的XRD分析表明：隨著Nb含量的增加合金中的α2-Ti3Al相含量減少，這是因?yàn)镹b的合金化降低了合金中Ti/Al的比例，促進(jìn)了γ相的形核所致。由于α2-Ti3Al相含量的減少，顯微硬度也隨著Nb含量

3、的增加而降低。
　　利用掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)對快速凝固合金薄帶的顯微組織進(jìn)行了觀察。發(fā)現(xiàn)快速凝固使合金的顯微組織明顯細(xì)化，成分更加均勻?；w主要由塊狀組織和層片組織構(gòu)成，存在著大量的析出物、孿晶、位錯等微觀結(jié)構(gòu)。相分析表明，合金仍然由γ-TiAl和α2-Ti3Al相構(gòu)成，不過在快速凝固條件下合金中的α2-Ti3Al相含量明顯增多?？焖倌毯辖鸾?jīng)過退火處理后，發(fā)現(xiàn)層片組織不斷地被γ晶粒吞食，造成層片的減少和消失。隨

4、著退火溫度的提高，合金中的層片組織越來越少，在970℃退火處理以后，合金幾乎全部由塊狀組織構(gòu)成。
　　對鑄態(tài)、快速凝固態(tài)和熱處理態(tài)合金的γ-TiAl及α2-Ti3Al相的晶格參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，三種合金在快速凝固條件下γ和α2相晶格參數(shù)a、c都要比鑄態(tài)條件的低。快速凝固合金薄帶經(jīng)過熱處理后，γ相和α2-Ti3Al相的晶格參數(shù)表現(xiàn)出相似的規(guī)律，其中a減少，而c變大。理論表明，晶格參數(shù)的減小會對TiAl材料電子云狀態(tài)及位錯滑移特點(diǎn)產(chǎn)生影響