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熔模精铸Ti-47Al-2Cr-2Nb合金组织细化和界面反应的研究

牛红志

   本文研究了添加TiB_2和热处理的方法对熔模精密铸造Ti-47Al-2Cr-2Nb合金组织的细化作用,简要分析了细化机理,以及γ-TiAl基合金与Al_2O_3陶瓷型壳的界面反应现象。 TiB_2对精密铸造Ti-47Al-2Cr-2Nb合金组织具有显著细化作用。细化机理为:晶界钉扎作用,即:通过阻碍α相晶界的迁移从而阻碍α相晶粒长大,最终得到晶粒细小的全层片组织。TiB_2加入量过多时,出现团聚现象,压缩性能恶化,0.8vol%的加入量具有较好的压缩性能。 通过对精铸发动机叶片Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.3Y合金材料热处理工艺参数的优化和实验分析,得到面向熔模精铸钛铝基合金的合理的热处理工艺路线:快速加热至1400℃×10min/80℃WQ(或OC)→1200℃×7h/AC→1360℃×4min 950℃+ AC。显著地细化了精铸钛铝基合金的组织,并显著提高了性能;热处理工艺细化钛铝合金组织的机理为:淬火处理破坏了层片组织中α_2与γ严格的位向关系,得到大量的块状γm和羽毛状γ_f等非稳态组织,并通过回火和固溶等后续热处理得到了细小均匀的全层片组织FL;对不同的热处理组织进行了压缩实验以及断口分析,细小全层片组织具有最佳的力学性能,精铸态全层片组织以层间片断裂为主,回火近γ组织NG组织以沿晶断裂为主,固溶后得到的细小层片组织RFL以穿层断裂为主。 制备了氧化铝为面层耐火材料的陶瓷型壳,研究了Ti-47Al-2Cr-2Nb-x vol%TiB_2合金与Al_2O_3型壳的界面反应。研究表明,TiB_2的加入减少界面反应的程度;通过反应界面的元素线扫描、面扫描分析、显微硬度测试及XRD物相分析,得出界面反应机理:由O、Al、Ti、Zr等元素的相互扩散引起的扩散型反应,界面反应不是均衡发展的,存在明显的优先发展区域。……   
[关键词]:熔模铸造;γ-TiAl;TiB_2;热处理;界面反应
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:哈尔滨工业大学2009年
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