高鈮鈦鋁合金定向凝固組織及其影響因素研究.pdf

1、高鈮TiAl合金的使用溫度、高溫強(qiáng)度、高溫抗蠕變和抗氧化性能與普通TiAl合金相比都得到大幅提高,成為TiAl基高溫合金的重要發(fā)展方向。但是鈦鋁合金的本質(zhì)脆性限制了其工業(yè)化應(yīng)用,定向凝固技術(shù)可控制晶粒取向,從而提高鈦鋁合金塑性,獲得綜合性能良好的高鈮TiAl合金。
　　 利用電弧熔煉制備高鈮鈦鋁合金紐扣錠,通過感應(yīng)熔煉吸鑄得到高鈮鈦鋁合金試棒;在剛玉坩堝內(nèi)表面涂覆Y2O3惰性涂層,減少高溫鈦鋁合金熔體與坩鍋的反應(yīng);設(shè)計定向凝固感

2、應(yīng)加熱線圈用來熔化高鈮鈦鋁合金試棒;通過W-Re5/26熱電偶控制定向凝固時合金熔體的保溫溫度。
　　 定向凝固Ti-45Al-8Nb合金試棒沿抽拉方向存在四個區(qū)域:鑄態(tài)區(qū)、初始區(qū)、過渡區(qū)、穩(wěn)定生長區(qū),其中穩(wěn)定生長區(qū)由柱狀晶組成,晶粒內(nèi)片層取向與抽拉方向成0°及45°左右夾角的占大多數(shù),少數(shù)與抽拉方向垂直。對Ti-45Al-8Nb定向凝固合金試棒進(jìn)行.EDS能譜分析,發(fā)現(xiàn)合金中主要雜質(zhì)為剛玉坩堝壁上Y2O3涂層脫落進(jìn)入合金熔體,

3、缺陷為定向凝固時的顯微偏析,主要為β偏析。
　　 研究抽拉速率和微量元素B對定向凝固Ti-45Al-8Nb組織的影響。在保溫溫度1550℃下,抽拉速率不大于20μm/s時,能得到較好的定向凝固組織;在抽拉速率為25μm/s時,出現(xiàn)橫向晶界,得不到理想的定向凝固組織,但其組織仍為柱狀晶。Ti-45Al-8Nb合金柱狀晶寬度和片層間距隨著抽拉速率增大而減小。保溫溫度及抽拉速率相同時,Ti-45Al-8Nb合金柱狀晶大小隨著B含量的增