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鎢W對(duì)含鈮TiAl基高溫合金（化學(xué)成分）顯微組織與力學(xué)性能的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間：2014-06-25
TiAl基金屬間化合物已成為重要的新型高溫結(jié)構(gòu)材料之一，由于其低密度、高溫高強(qiáng)度、高硬度以及良好的抗氧化性等突出優(yōu)勢(shì)，具備了廣闊的應(yīng)用前景與發(fā)展?jié)摿Α?/div>
TiAl基金屬間化合物已成為重要的新型高溫結(jié)構(gòu)材料之一，由于其低密度、高溫高強(qiáng)度、高硬度以及良好的抗氧化性等突出優(yōu)勢(shì)，具備了廣闊的應(yīng)用前景與發(fā)展?jié)摿?。但其室溫脆性大、室溫加工性差、室溫與高溫性能之間匹配性不良等問(wèn)題，極大地制約了TiAl基合金的實(shí)際應(yīng)用。TiAl基合金的性能對(duì)微觀組織非常敏感，研究表明：細(xì)小的全片層組織或雙態(tài)組織具有良好的綜合力學(xué)性能。因此，調(diào)整合金的微觀組織是獲得良好的綜合性能的重要方法，而添加微合金化元素來(lái)改變顯微組織則是其中重要的手段之一。W是強(qiáng)β相穩(wěn)定元素，對(duì)合金的組織與性能有重要影響。本文對(duì)3種不同鎢含量的TiAl合金經(jīng)過(guò)熱等靜壓以后的顯微組織與其力學(xué)性能之間的關(guān)系進(jìn)行了討論。
實(shí)驗(yàn)所用材料經(jīng)二次真空電弧重熔，然后利用冷壁坩堝磁懸浮熔煉爐在保護(hù)性氣氛中制成Φ20mm的鑄錠。隨后進(jìn)行熱等靜壓處理，(熱等靜壓制度：氬氣保護(hù)，1260℃，150MPa，4h)，其名義成分分別為：Ti-45.7Al-5Nb-0.75W-1.4B（0.75W），Ti-45Al-5Nb-1W-1.4B（1W），Ti-45.1Al-5Nb-1.4W-1.4B（1.4W）。采用圓柱狀拉伸和持久試樣，測(cè)試部分尺寸為Φ3.99mm×23mm。室溫和高溫拉伸實(shí)驗(yàn)在WDW-3100微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，應(yīng)變速率為0.7×10-4/s，高溫拉伸溫度為700℃。在RDW5050型電子式蠕變持久試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行700℃的持久實(shí)驗(yàn)。
隨W含量的增加，B2相的尺寸和數(shù)量呈拋物線增加的趨勢(shì)，主要分布于界面及晶界的交角處，對(duì)α2相與γ相片層及晶團(tuán)起到了很好的釘扎作用，細(xì)化了片層間距及晶粒尺寸，添加1%W時(shí)細(xì)化效果最好。隨W含量的增加，合金的室溫及高溫強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，1.4%W時(shí)達(dá)到最大值；伸長(zhǎng)率隨W含量的增加先升高后降低。W含量相同時(shí)，其室溫和高溫強(qiáng)度相差50～70MPa，而其室溫與高溫伸長(zhǎng)率相差不大。隨W含量的增加，合金中等軸γ相的尺寸和數(shù)量呈逐漸增加趨勢(shì)，TiAl基合金相對(duì)應(yīng)的持久壽命隨之下降。
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