粉末冶金TiAl合金的包套軋制工藝及其熱處理研究.pdf

1、TiAl基合金具有密度低、比強(qiáng)度高、比剛度高，以及良好的高溫抗氧化、抗蠕變性能，是一種非常有潛力的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料，在航空航天、汽車制造等工業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。而制備無(wú)缺陷的板材是該合金工程化應(yīng)用的關(guān)鍵。本文比較系統(tǒng)的研究了粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo(at.％)合金的直接包套軋制工藝，并對(duì)軋態(tài)合金板材的熱處理工藝進(jìn)行了探索。同時(shí)，采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、透射電子顯微鏡(T

2、EM)和室溫拉伸試驗(yàn)等手段檢測(cè)分析了不同軋制工藝和熱處理工藝對(duì)TiAl合金板材的顯微組織和室溫力學(xué)性能的影響，為大尺寸TiAl合金板材的熱加工工藝參數(shù)制定和優(yōu)化提供了理論指導(dǎo)。本研究的主要結(jié)論有以下幾點(diǎn):
　　 (1)通過(guò)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)陌追桨负蜔岚总堉乒に?，熱等靜壓態(tài)的粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金能在普通熱軋機(jī)上直接軋制出完好的薄板材。實(shí)驗(yàn)室中已軋制出了寬度超過(guò)150mm的完好板材，最小厚度可達(dá)1mm。1280

3、℃時(shí)，軋制速度為1.4m/min，道次變形量25％條件下軋制的總變形量為60％的板材最高室溫極限抗拉強(qiáng)度可達(dá)789MPa，其伸長(zhǎng)率為2.5％。
　　 (2)變形溫度和道次變形量對(duì)TiAl合金的塑性變形性能影響很大，Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金的初始軋制溫度不能低于1250℃，但也不宜高于1300℃。初始道次變形量不應(yīng)大于25％。提高軋制溫度、增大道次變形量能提高板材的力學(xué)性能。但總變形量較大時(shí)則會(huì)降低板材的力學(xué)性能。合

4、適的軋制工藝制度為:軋制溫度1280℃，軋制速度2.4m/min，道次間退火3～5min，道次變形量不超過(guò)25％，同時(shí)總變形量不超過(guò)70％。此時(shí)，板材具有良好的強(qiáng)度與塑性匹配。
　　 (3)雙態(tài)組織TiAl合金板材在1150℃退火2h，將轉(zhuǎn)變?yōu)榻媒M織。合金中的層片晶團(tuán)體積分?jǐn)?shù)和晶團(tuán)尺寸均隨固溶處理溫度升高以及時(shí)間延長(zhǎng)而增加。層片間距則隨固溶處理溫度升高以及時(shí)間延長(zhǎng)而減小，也即是隨層片晶團(tuán)尺寸的增大而細(xì)化。軋態(tài)合金的α相轉(zhuǎn)變溫度