定向凝固TiAl合金板狀坯微合金化及組織細化.pdf

1、本文利用真空電弧爐研究微量稀土合金元素Y、Nd、Gd對三種鈦鋁基(Ti47Al、Ti43Al3Si、Ti46Al0.5W0.5Si)合金凝固組織的細化影響，并在此基礎上利用大寬厚比3:1的扁形冷坩堝對所選定的鈦鋁基合金(Ti46Al0.5W0.5Si0.5Y及Ti46Al0.5W0.5Si0.165Gd)進行定向凝固實驗，制備了組織基本定向、晶粒較為細小的Ti46Al0.5W0.5Si0.5Y及Ti46Al0.5W0.5Si0.165G

2、d扁坯試樣。
　　三種鈦鋁基合金Ti47Al、Ti43Al3Si和Ti46Al0.5W0.5Si的顯微組織均為粗大的全片層組織，其中Ti46Al0.5W0.5Si組織較為細小，其枝晶間距為101μm。加入稀土元素后，鈦鋁基合金全片層組織特征并未改變，晶粒細化效果明顯。添加0.1at％-0.3at%Gd對鈦鋁基合金組織細化效果明顯，其枝晶間距明顯變?。惶砑?.5at%Y對鈦鋁基合金組織細化明顯；稀土Nd的添加使鈦鋁基合金顯微組織粗化

3、。
　　用3:1的冷坩堝對兩種成分鈦鋁基合金分別進行了定向凝固實驗。觀察和分析了在不同工藝參數(shù)下進行鈦鋁基合金定向凝固中出現(xiàn)的試樣粘連、駝峰崩濺、表面褶皺等鑄造缺陷的形成機理和預防措施，并通過對抽拉速度、底托引料和線圈的相對位置、引料和上送料棒的相對位置等工藝參數(shù)的調整制備出表面光滑且內部定向效果較好的鈦鋁基合金。
　　觀察和分析了Ti46Al0.5Si0.5W0.5Y和Ti46Al0.5W0.5Si0.165Gd扁坯的宏觀

4、和微觀組織，發(fā)現(xiàn)兩種成分的TiAl合金定向凝固試樣組織生長存在一些共性。在凝固界面附近都存在兩個界面，它們將該區(qū)域劃分成三個明顯不同的區(qū)域，即最后凝固液相區(qū)、糊狀區(qū)和穩(wěn)定生長固相區(qū)。在穩(wěn)定生長的定向凝固區(qū)域，組織基本為由γ板條和α2片層交錯組成的全片層組織。
　　最后分別測試了Ti46Al0.5W0.5Si、Ti46Al0.5W0.5Si0.5Y和Ti46Al0.5W0.5Si0.165Gd原始鑄態(tài)及定向凝固后的室溫拉伸性能，證明