冷却速度及高压对TiAl金属间化合物组织及相影响

论文摘要

本文采用非自耗真空氩弧熔炼炉熔炼合金,研究了冷却速度对Ti-48Al、Ti-48Al-0.2B、Ti-52Al、Ti-52Al-0.2B合金显微组织的影响;利用六面顶压机分别在2GPa和4GPa高压下制备Ti-48Al凝固试样;利用X射线衍射对不同冷却速度下的TiAl金属间化合物及高压下凝固的TiAl金属间化合物相组成进行了分析;采用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪等分析测试手段分别对常压、高压下合金凝固组织形貌进行了观察。X射线衍射分析表明,随着冷却速度的增加,Ti-48Al合金中γ相晶格参数a有减小的趋势,而c值的变化并无规律;使用铜和石墨模具吸铸的Ti-48Al和Ti-48Al0.2B合金试样,其原始α晶粒特别细小,块状转变完全,无α2/γ片层组织或α2单相组织,吸铸后只产生γ单相。随着冷却速度的增加,Ti-52Al和Ti-52Al-0.2B合金晶粒尺寸均有减小的趋势,微量B元素的加入致使片层组织间距变小,且B的细化效果减弱。高压下凝固的Ti-48Al合金由α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,随着凝固压力的增大,α2-Ti3Al相含量及片层组织均增多,偏析γ-TiAl相减少,且片层组织中Al含量升高。在不同压力下凝固时,圆形试样边缘的组织和心部的组织均有较大的差异,2GPa下凝固时,边缘部位和心部均为双态组织,但心部偏析γ-TiAl相较边缘部位多;而4GPa下凝固时,试样边缘组织为全片层状组织,心部为双态组织。文中最后讨论了压力对Ti-Al合金偏析的影响,随着压力的增大溶质偏析变小。

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摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题背景

1.2 高压技术及其发展概况

1.2.1 高压的产生

1.2.2 高压技术发展概况

1.2.3 高压在材料科学中的应用

1.3 高压研究方法

1.3.1 高压热力学性质的测定

1.3.2 高压下物质电阻率的测定

1.3.3 高压X-射线衍射法

1.3.4 高压谱学研究方法

1.4 高压对凝固组织的影响

1.4.1 高压对 Al-9.6%Mg 合金凝固组织的影响

1.4.2 高压下Al-Si 合金凝固组织

1.4.3 高压对Al-Cu 合金凝固组织的影响

1.4.4 高压对Al-Ni-Y 合金高压凝固组织的影响

1.4.5 高压对Al-Ge 合金凝固组织的影响

1.4.6 高压对ZA27 合金凝固组织的影响

1.5 钛铝金属间化合物概述

1.6 本文主要研究内容

第2章实验材料及实验方法

2.1 合金成分的选取

2.2 试样的制备

2.2.1 常压试样的制备

2.2.2 高压试样制备

2.3 试样检测分析方法

第3章冷却速度对TiAl 基合金显微组织的影响

3.1 引言

3.2 铸态 Ti-48Al 和 Ti-48Al-0.2B 的相组成及显微组织分析

3.2.1 相组成

3.2.2 显微组织分析

3.3 不同冷速下 Ti-48Al 和 Ti-48Al-0.2B 的相组成及显微组织

3.3.1 相组成

3.3.2 显微组织分析

3.4 冷却速度对 Ti-52Al 和 Ti-52Al-0.2B 相组成及显微组织影响

3.4.1 相组成

3.4.2 显微组织分析

3.5 本章小结

第4章高压下凝固Ti-Al 金属间化合物的组织

4.1 引言

4.2 压力对TiAl 金属间化合物凝固过程的影响

4.2.1 压力对合金熔点的影响

4.2.2 压力对溶质扩散系数的影响

4.2.3 压力对形核过程的影响

4.2.4 压力对长大过程的影响

4.3 高压下凝固Ti-48Al 合金的相组成和组织

4.3.1 X 射线衍射物相分析

4.3.2 Ti-Al 金属间化合物凝固组织

4.3.3 Ti-Al 金属间化合物高压凝固组织

4.3.4 高压凝固对相成分的影响

4.3.5 压力对TiAl 合金偏析的影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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