本文關(guān)鍵詞：合金化對Ti-48Al-2Cr-2Nb合金顯微組織和力學(xué)性能的影響

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【摘要】：γ-TiAl合金具有輕質(zhì)高強、耐高溫、抗蠕變的優(yōu)點,作為高溫結(jié)構(gòu)材料,在航空航天領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。針對γ-TiAl合金室溫塑性差,顯微組織難以控制等問題,本文以Ti-48Al-2Cr-2Nb(Ti4822)合金為研究對象,在該合金中分別添加Si、Zr、Mo、Mn等合金元素,較為系統(tǒng)地研究合金化元素對Ti4822合金顯微組織與力學(xué)性能的影響,優(yōu)化了合金元素。進而研究了Si含量對Ti4822合金顯微組織和力學(xué)性能的影響,并通過熱處理優(yōu)化了含Si合金的顯微組織和力學(xué)性能。論文的主要研究成果如下:1.通過真空電弧熔煉爐制備Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.6x(x=0、Si、Zr、Mo、Mn)合金,并研究合金化元素對合金晶粒度、片層間距、成分偏析等顯微組織參數(shù)和力學(xué)性能的影響。研究在Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中添加Si、Zr、Mo、Mn合金化元素可細化合金顯微組織,改變γ相的晶格常數(shù)以及合金相組織,進而影響合金的力學(xué)性能。其中Si對合金顯微組織和力學(xué)性能影響最為明顯。2.采用真空熔煉爐制備Ti-48Al-2Cr-2Nb-xSi(x=0、0.2、0.4、0.6)合金,研究Si含量對該合金晶粒度、片層間距、析出相的形貌和γ-相晶格參數(shù)的影響。研究結(jié)果表明Si元素添加可細化合金晶粒,同時降低晶格常數(shù)c/a比值,有利于合金的塑性提高。3.對Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si在1310°C、1350°C、1370°C條件下進行固溶處理,研究合金在不同熱處理狀態(tài)下的相組成、晶界形態(tài)、析出物的分布及其對合金力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明在1350°C熱處理的Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si合金,其顯微組織為晶粒細小的全片層組織。其壓縮實驗得到IPF(合金強度和延伸率的乘積)值達到2008.2,比鑄態(tài)的Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si提高了50%。
【關(guān)鍵詞】：鈦鋁合金 合金化 顯微組織 固溶強化
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 高溫合金概述8-9
• 1.2 TiAl合金研究進展9-16
• 1.2.1 TiAl合金的種類和性質(zhì)9-12
• 1.2.2 TiAl合金的發(fā)展和應(yīng)用12-13
• 1.2.3 γ-TiAl合金的合金化研究進展13-16
• 1.3 熱處理對 γ-TiAl合金的影響16-18
• 1.4 選題意義及研究內(nèi)容18-20
• 第2章 實驗材料的制備和實驗方法20-25
• 2.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.6x ( x=0、Si、Mn、Mo、Zr)合金的制備與熱處理20-22
• 2.1.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.6x ( x=0、Si、Mn、Mo、Zr)合金的制備20
• 2.1.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si的熱處理工藝20-21
• 2.1.3 合金化元素的選擇21-22
• 2.2 鈦鋁合金的組織和力學(xué)性能表征22-24
• 2.2.1 鈦鋁合金的顯微組織表征22-23
• 2.2.2 鈦鋁合金的力學(xué)性能測試23-24
• 2.3 鈦鋁合金的相變溫度測定24-25
• 第3章 Mo、Mn、Si、Zr對Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的顯微組織和力學(xué)性能影響25-40
• 3.1 引言25
• 3.2 Mo、Si、Zr、Mn對Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的宏觀及顯微組織影響25-35
• 3.2.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.6x ( x=0、Mo、Si、Zr、Mn)的鑄錠宏觀形貌25-26
• 3.2.2 Mo、Si、Zr、Mn對Ti-48Al-2Cr-2Nb合金顯微組織影響26-35
• 3.3 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.6x(x= 0、Mn、Zr、Mo、Si)合金力學(xué)性能35-39
• 3.3.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.6x( x=0、Mn、Zr、Mo、Si)合金的顯微硬度35
• 3.3.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.6x ( x=0、Mo、Mn、Zr、Si)合金的壓縮性能35-38
• 3.3.3 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.6x ( x=0、Mo、Mn、Zr、Si)合金的斷.分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 Si含量對Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的顯微組織和力學(xué)性能的影響40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb-xSi ( x=0、0.2、0.4、0.6)合金的顯微組織40-46
• 4.2.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-xSi ( x=0、0.2、0.4、0.6)合金的制備40
• 4.2.2 Si含量對Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的顯微組織的影響40-45
• 4.2.3 Si含量對Ti-48Al-2Cr-2Nb合金片層組織對片層間距的影響45-46
• 4.3 Ti-48Al-2Cr-2Nb-xSi ( x=0、0.2、0.4、0.6)合金力學(xué)性能46-50
• 4.3.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-xSi ( x=0、0.2、0.4、0.6)合金硬度46-47
• 4.3.2 Ti-48Al-2Cr-2Nb- xSi ( x=0、0.2、0.4、0.6)合金的壓縮性能47-48
• 4.3.3 Ti-48Al-2Cr-2Nb-xSi (x=0、0.2、0.4、0.6)合金的斷.形貌分析48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si合金顯微組織優(yōu)化51-59
• 5.1 引言51
• 5.2 熱等靜壓對Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si合金的顯微組織和力學(xué)性能影響51-54
• 5.2.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si合金中的缺陷51-52
• 5.2.2 熱等靜壓對Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si合金密度的影響52
• 5.2.3 熱等靜壓對Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si析出相的影響52-53
• 5.2.4 熱等靜壓Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si壓縮性能53-54
• 5.3 熱處理對Ti-48Al-2Cr-2N-0.4Si合金顯微組織和力學(xué)性能的影響54-57
• 5.3.1 Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si合金相變溫度確定54
• 5.3.2 熱處理對Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si合金的顯微組織的影響54-56
• 5.3.3 熱處理對Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.4Si合金壓縮性能影響56-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 第6章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59-60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻61-67
• 致謝67-68
• 個人簡歷、攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉顯坤;劉穎;;Fe_2TiAl結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)的第一原理計算[J];稀有金屬材料與工程;2012年S2期

2 白春濤;先進飛機發(fā)動機用鈦鋁化合物[J];材料工程;1992年03期

3 何元金,郁偉中;新實驗技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用講座第一講 正電子湮沒技術(shù)(PAT)在金屬及合金材料研究中的應(yīng)用[J];物理;1982年04期

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本文編號：610182