快速凝固TiAl基合金的組織及性能研究

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1、碩士學(xué)位論文快速凝固TiAl基合金的組織及性能研究MICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFRAPIDLYSOLIDIFIEDTiAlBASEDALLOYS陳曉宇哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號：TG113學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.7密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文快速凝固TiAl基合金的組織及性能研究碩士研究生：陳曉宇導(dǎo)師：傅恒志院士副導(dǎo)師：陳瑞潤教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料加工工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2015年06月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TG113U.D.C:621.7D

2、issertationfortheMasterDegreeinEngineeringMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFRAPIDLYSOLIDIFIEDTiAlBASEDALLOYSCandidate：ChenXiaoyuSupervisor：NA.FuHengzhiViceSupervisor:Prof.ChenRuirunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterial

3、sScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要采用快速凝固旋鑄法制備了二元合金Ti-44Al、Ti-48Al和高Nb-TiAl基合金Ti44Al6Nb1.0Cr、Ti44Al6Nb1.0Cr2.0V的合金薄帶，研究了傳統(tǒng)鑄態(tài)和不同冷卻速率下快速凝固TiAl基合金合金的相組成、顯微組織及力學(xué)性能變化，研究了同一冷卻速率下Al含量對二元合金顯微組織的影響；研究了合金元素Nb、Cr、V對快

4、速凝固合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響機理。主要得到以下研究結(jié)果。二元合金Ti-44Al、Ti-48Al在傳統(tǒng)鑄態(tài)和快速凝固下都是由γ相和α2相組成，但快速凝固α2相含量較鑄態(tài)合金提高。鑄態(tài)二元合金Ti-44Al、Ti-48Al室溫平衡組織主要是片層組織，晶粒尺寸在幾百微米之間?？焖倌虠l件下，隨著冷卻速率增大，組織逐漸向細小的等軸晶轉(zhuǎn)變。提高冷卻速率，晶粒尺寸減小至幾十微米左右?？焖倌滔陆M織更均勻。由于細晶強化作用和α2相硬度較大使得快速凝固合金顯微硬度比鑄態(tài)合金的顯著提高，其中合金Ti-44Al的顯微硬度提高至少100%。傳統(tǒng)鑄態(tài)合金Ti44Al6Nb1.0Cr(2.

5、0V)主要包含γ相和少量的α2相及B2相?？焖倌蘐i44Al6Nb1.0Cr(2.0V)合金主要包含γ相和α2相。B2相含量明顯減少以致沒有檢測到。隨著冷卻速率的增大，晶粒尺寸明顯降低?？焖倌田@微組織中等軸晶粒內(nèi)部出現(xiàn)了偏析，但偏析得到一定改善?？焖倌蘐i44Al6Nb1.0Cr(2.0V)合金顯微硬度較其傳統(tǒng)鑄態(tài)有所提高。5對同一冷卻速率4.9×10K/s的Ti-44Al合金和Ti-48Al合金的顯微組織對比分析：Ti-48Al的晶粒尺寸更小。相同條件下的快速凝固，晶界間的Al富集可能會直接形成γ相，且α→γ相轉(zhuǎn)變時，α相的分解同時也減小了晶粒尺寸。Nb、Cr、V

6、合金元素添加到TiAl基合金中，一方面高熔點元素使得合金熔點提高，在原來的基礎(chǔ)上增大了過冷度，提高形核速率；另一方面，添加擴散率低的Nb、Cr、V合金元素，在凝固過程中阻礙擴散反應(yīng)的進行，晶粒長大速率緩慢，使得晶粒尺寸減小。細晶強化及固溶強化作用使得快速凝固TiAl基合金顯微硬度提高。關(guān)鍵詞：快速凝固；TiAl基合金；冷卻速率；顯微組織；硬度I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractBinaryTiAlalloys(Ti-44Al,Ti-48Al)andhighNbcontainingTiAlalloys(Ti44Al6Nb1.0Cr,Ti44Al6Nb1.0Cr2

7、.0V)ribbonswereproducedbychill-blockmelt-spinningmethod.Thethesisstudiedthephasecompositions,microstructureandmechanicalpropertiesoftheseTiAlbasedalloyspreparedbytraditionalcastingandrapidsolidification.TheeffectofAlcontentonmicrostructureofbinaryTiAlalloysatthesame