等温热锻对TiAl基铸态合金显微组织和力学性能的影响

论文摘要

本文研究了等温热锻压工艺处理前后Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-1B合金的两种状态:铸造态和热锻态的显微组织特征和它们对室温力学性能的影响规律。研究发现,经过等温热锻工艺处理后,铸态的Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-1B合金铸锭中α2+γ板条得到一定程度的细化,厚度从0.52μm减小到0.44μm,减小了约15%,;B2+ω相的体积分数降低了约60%;也发现粗大的带状硼化物大量被轧断为颗粒状和较小的带状而得到了一定程度的细化,同时硼化物的分布也相对均匀。相应与上述显微组织的变化,该合金的室温抗拉强度和室温屈服强度以及室温疲劳强度都有提高,而延伸率却变化不大,仍保持在一个较低的水平。研究认为,热锻态Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-1B合金的室温抗拉强度、室温屈服强度以及室温疲劳强度均得到提高是由于等温热锻处理致使该合金的微观组织中的板条细化,脆性共生相B2+ω相的体积分数降低以及硼化物尺寸变小,分布均匀所引起的。而该合金的室温塑性并未改善可能是由两方面原因造成的:（1）等温热锻工艺虽然降低了B2+ω脆硬偏聚相是的体积含量,但热锻该合金中仍然保留一定的脆性B2+ω偏聚相;（2）通过等温热锻工艺处理该合金含有的硼化物的尺寸和分布有所改善,但仍不够理想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 TiAl基合金的研究与应用
• 1.2.1 TiAl基合金的研究与发展趋势
• 1.2.2 TiAl基合金的应用
• 1.3 TiA合金的相图和相变
• 1.4 TiA合金的显微组织与性能
• 1.4.1 TiAl合金的显微组织
• 1.4.2 TiAl合金的塑性
• 1.4.3 TiAl合金的拉伸性能
• 1.4.4 TiAl合金的疲劳
• 1.4.5 TiAl合金的组织优化与设计
• 1.5 合金元素对TiAl合金组织与性能的影响
• 1.6 高合金含量TiAl合金中的偏聚与偏析
• 1.7 本课题研究的意义、目的和内容
• 第二章 实验与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 TiAl合金的力学性能测试
• 2.2.1 室温拉伸性能测试
• 2.2.2 室温疲劳性能测试
• 2.3 显微测试的方法和样品的制备
• 2.3.1 显微测试的方法
• 2.3.2 显微测试样品的制备
• 2.4 实验数据误差分析方法
• 第三章 实验结果
• 3.1 显微组织的统计结果及误差范围
• 3.2 拉伸性能
• 3.3 疲劳性能
• 3.4 热轧态alloy4-4断口形貌特征
• 3.4.1 室温拉伸断口特征
• 3.4.2 室温疲劳断口特征
• 第四章 分析与讨论
• 4.1 硼化物对alloy4-4的室温力学性能的影响
• 4.2 板条厚度对alloy4-4的室温力学性能的影响
• 4.2.1 板条厚度对屈服强度的影响
• 4.2.2 板条厚度对疲劳强度的影响
• 4.3 B2+ω相对alloy4-4的室温力学性能的影响
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的文章