稀土Y對(duì)TiAl基合金高溫抗氧化性能的影響研究.pdf

1、TiAl金屬間化合物以其較低的密度、高的比強(qiáng)度和比彈性模量、良好的抗蠕變及抗氧化性等優(yōu)點(diǎn)，成為航天、航空、飛航導(dǎo)彈用發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的輕質(zhì)耐熱結(jié)構(gòu)件的最有前途的高溫材料。然而，TiAl金屬間化合物卻表現(xiàn)出較低的室溫塑性和高溫抗氧化能力不足，使得該合金的應(yīng)用受到限制。目前，添加合金元素已經(jīng)成為改善TiAl基合金的組織和性能的一條重要途徑。本實(shí)驗(yàn)研究了稀土元素Y對(duì)鑄態(tài)Ti-23Al-25Nb、Ti-45Al-5Nb和Ti-47Al-2Cr-2N

2、b-0.5Mo合金的顯微組織和高溫抗氧化性能的影響。
　　通過(guò)光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡和X熒光光譜分析儀等實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)鑄態(tài)合金進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，稀土Y明顯細(xì)化了Ti-23Al-25Nb和Ti-45Al-5Nb合金晶粒尺寸。同時(shí)通過(guò)Ti-23Al-25Nb-0.3Y和Ti-45Al-5Nb-0.3Y合金背散射、各元素線分布和TEM分析發(fā)現(xiàn),稀土Y在Ti-23Al-25Nb合金中以Y2O3的形式存在于晶內(nèi)和晶界；而T

3、i-45Al-5Nb-0.3Y合金中的富稀土相以YAl2相存在。
　　氧化表面觀察發(fā)現(xiàn)，加入Y后合金氧化表面均勻、致密，平整，氧化物顆粒細(xì)??；而不加 Y合金表面生成團(tuán)狀的大塊或針狀物，導(dǎo)致氧化膜容易開裂和剝落。其中，Ti-23Al-25Nb合金氧化表面，晶界氧化比晶內(nèi)氧化嚴(yán)重，氧化截面觀察發(fā)現(xiàn)Ti-23Al-25Nb合金氧化膜呈循環(huán)逐層氧化規(guī)律，加入Y后氧化膜黏附性提高，且厚度減小。
　　循環(huán)氧化實(shí)驗(yàn)表明，0.3％Y添加極大