B和C共同添加對TiAl基合金組織及性能影響研究.pdf

1、本文采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉方法制備 Ti-48Al-1.0(B,C)及Ti-48Al-2Cr-2Nb-2.0(B,C)合金。通過SEM、XRD等實(shí)驗(yàn)方法對TiAl合金的顯微組織進(jìn)行分析，利用斷裂韌性、室溫拉伸、室溫壓縮、三點(diǎn)抗彎等實(shí)驗(yàn)方法對 TiAl合金力學(xué)性能進(jìn)行測試、分析，研究B、C元素共同添加對TiAl合金組織性能影響。
　　首先將B、C元素分別以B粉和C粉、TiB2和TiC、B4C三種不同形式共同添加到Ti-48Al合

2、金中，尋找B、C元素合適的加入方式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，共同加入B、C元素可以顯著細(xì)化Ti-48Al合金組織，在組織中形成棒狀、條帶狀、塊狀硼化物以及桿狀碳化物；通過斷裂韌性、室溫拉伸、室溫壓縮、三點(diǎn)抗彎等試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)共同加入的B、C含量相同時(shí)，B、C元素以B4C形式加入Ti-48Al合金中可以使合金獲得最好的力學(xué)性能，當(dāng)B、C元素以TiB2和TiC形式加入合金中時(shí)合金力學(xué)性能最差；通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)，B、C元素以B4C形式加入Ti-48

3、Al合金中時(shí)，組織晶粒尺寸最小，硼化物和碳化物尺寸最細(xì)小、分布最均勻，而在另外兩組合金組織晶界處都聚集較長的條帶狀TiB2，導(dǎo)致合金性能變差。
　　將B、C元素以不同比例共同添加到Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中，尋找一種合適的B、C加入比例。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)B、C元素以2:1比例加入到Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中時(shí)，合金組織中碳化物、硼化物分布均勻，并未在晶界處明顯聚集；通過斷裂韌性、三點(diǎn)抗彎，室溫壓縮等實(shí)驗(yàn)方法研究

4、發(fā)現(xiàn)，當(dāng)B:C由4:1、2:1變?yōu)?:1時(shí)，合金力學(xué)性能先變好，之后變壞；通過SEM發(fā)現(xiàn)，B、C總量一定的情況下，隨著B、C比例減小，組織中桿狀碳化物尺寸逐漸增大，含量逐漸增加，超過一定含量后引起組織應(yīng)力集中增加，惡化合金性能。
　　制定了Ti-48Al-2Cr-2Nb-2.0(B,C)熱處理工藝，對共同添加 B、C元素的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金進(jìn)行組織性能調(diào)控。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，合金中同時(shí)加入B和C之后，硼化物、碳化物可以