稀土掺杂TiAl基合金的研究进展

稀土元素掺杂改性TiAl基合金效果明显,其在组织和层片细化、高温力学性能改善、高温抗氧化性能提高方面作用显著,同时其与传统合金化元素还可产生一定的交互作用,进一步增强改善效果。在传统粉末冶金制备稀土掺杂TiAl基合金材料的研究基础上,从组织片层结构、高温力学和抗氧化性能等角度综述了稀土掺杂改性TiAl基合金材料现阶段的研究现状,并从一些关键技术问题角度分析了未来的研究方向。     

层板复合型TiAl基合金微层板的制备及组织性能研究

详细介绍了箔片热加工和电子束物理气相沉积(EB-PVD)在制备TiAl基合金微层板方面的特点及研究现状.重点讨论了EB-PVD制备TiAl基合金微层板的组织与性能,结果表明:TiA1基合金薄板的显微组织结构为非平直的柱状晶,亚结构为月牙形形貌;TiAl/Nb微层板中Nb层的显微组织形貌为粗大的等轴晶;TiAl/NiCoCrAl微层板中NiCo-CrA1层则主要由平直柱状晶结构的γ-Ni相组成.TiA1基合金微层板具有比TiAl基合金薄板更好的常高温力学性能,尤其是在750℃左右的高温环境中,TiAl/NiCoCrAl微层板的增韧效果最佳,伸长率高达72.2％;而TiAl/Nb微层板则表现出最好的高温综合性能,其高温抗拉强度高达443.1MPa,几乎与其室温时的抗拉强度持平.     

TiAl基合金强韧化原理及新技术的研究

采用现代测试技术,较详尽地研究了TiAl基合金工程材料的强韧化原理、新工艺和新技术。 在合金化方面,探讨了Sb、Pb、Sn和Nd的添加对TiAl基合金显微组织和室温力学性能的影响。其中,Sb具有显著改善 TiAl基合金室温力学性能和高温抗氧化能力的作用。TiAl+Sb合金室温变形时,α_2/γ层片状晶粒的γ板条内形成大量变形孪晶。TiAl+Sb合金的抗氧化性甚至优于Ti-48Al-2Cr-2Nb合金。 在晶粒细化剂的研究中,发现BN可使TiAl基合金铸态晶粒显著细化,其效果优于XD~(TM)技术中的TiB_2。 在TiAl基合金的表面化学热处理的开创性的探讨中,发现渗碳处理可有效地强化TiAl基合金表层,从而明显地提高合金的室温力学性能。多层、复杂结构的渗碳层具有良好的组织热稳定性和抗氧化性,因而使TiAl基合金抗高温长时间氧化能力得到显著改善。 较全面地探讨了TiAl基合金常规热加工和热处理的金属学原理,讨论了常规热处理对热变形TiAl基合金试样的局限性。在此研究基础上,提出了双温热处理新工艺。研究了双温热处理对TiAl基合金热变形试样的显微组织和室温拉伸性能的影响。探讨了双温热处理的金属学原理。     

添加高铌对TiAl合金组织和高温性能的影响

由于γ-TiAl合金低密度和高温时的高比强度,因此很有希望在航空和汽车工业的高温领域得到应用.但该合金低的延展性和抗氧化能力限制了它的实际应用.研究发现,添加第3组元可以提高TiAl合金的工程性能.因此,人们相继开展了在含铝45mol%～49mol%的TiAl基合金中添加Cr,Mn,Ta,Nb,W,No,Si,B等第3组元的微合金化研究工作.高铌TiAl合金具有优良的高温强度和室温延展性,抗氧化性能及热加工性得到明显改善.因此对于高铌含量的TiAl合金研究得到快速发展.但是关于含铝量小于45mol%和含Nb量大于10mol%的TiAl合金研究很少.     

TiAl合金断裂韧性的影响因素及其韧化机制

TiAl基合金具有低密度、高比强度、高比刚度、良好的抗蠕变性能以及高温抗氧化性能等优点,成为一种很有希望的航空、航天及汽车用高温合金,但其断裂韧性低一直是阻碍TiAl基合金应用的重要原因。分析了TiAl基合金断裂韧性的主要影响因素,介绍了改善断裂韧性的主要途径,在此基础上概述了近年来关于TiAl合金韧化机制的论述,包括内在韧化和外在韧化机制。内在韧化来源于基体滑移和韧性相韧化,外在韧化机制起源于剪切韧带韧化、裂尖钝化、裂纹分叉、偏转和扩展、显微裂尖的屏蔽、孪晶韧化等。     

TiAl金属间化合物高温抗氧化研究进展

TiAl金属间化合物以其密度低，熔点高及高温强度较高而成为重要的结构材料，并应用于诸如汽车，飞机发动机部件，然而，其高温下抗氧化性能不足是亟待解决的关键问题之一，从TiAl高温氧化机理，添加合金元素作用以及表面技术的应用三个方面，论述了TiAl高温抗氧化研究进展，讨论了等离子渗Nb大幅度改善TiAl高温抗氧化性能的作用机制。     

TiAl基合金的高温氧化及其保护

TiAl基金属间化合物由于其密度低、高温性能好,越来越受到人们的重视.简单介绍了TiAl基合金研究的重点以及研究现状,对TiAl系合金高温氧化机理进行了分析,重点讨论了高温防护涂层发展过程,并简要评述了涂层今后的研究方向     

TiAl基合金显微组织与拉伸性能间的依存关系

前言 TiAl基合金优异的高温比强度和比刚度,良好的抗氧化性能,被认为是理想的轻量型航空航天用高温材料;但其严重的室温脆性阻碍了它的直接应用,如何提高此合金的室温塑性,是该合金走向实用化的关键。近年来研究表明,TiAl基合金可通过合适元素的合金化和组织控制提高其室温塑性。作者曾系统研究了合金元素对TiAl基合金室温塑性影响的基本规律,并在原子键层次上提出了塑化TiAl金属间化合物的合金元素选择准则。在此基础上,发现Cr和Y同时合金化,可使TiAl合金具有良好的综合力学性能。本文进一步研究了该合金显微组织在热机械处理过程中的演变规律以及组织与性能的对应关系。 二、实验方法 合金名义成分为Ti-46:5at％Al-2.5at％V-1at％Cr,合金采用自耗电弧炉重熔,铸锭均匀化退火后等温锻造至80％的变形量,再经不变制度热处理(见表1)。此后,加工成有效尺寸为φ3mm×18mm的螺纹拉伸试样,力学性能试验在MTS试验机上进行。微观组织及断口形貌采用光学显微镜、透射电镜和扫描电镜观察,晶粒平均尺寸和各相比例采用定量金相技术分析。     

TiAl合金表面涂层技术研究现状

TiAl合金由于其密度低,比强度和比刚度高,是航空航天工业理想的新型高温结构材料.室温塑性差的问题已通过添加合金元素和显微组织调控等手段基本得到解决,进一步提高其高温抗氧化和耐磨性能已成为需要重点研究的问题.表面涂层技术为这一问题的解决提供了一条有效的途径,为此,综述了国内外TiAl合金表面涂层技术的研究现状,重点介绍了激光技术和热喷涂技术及其应用,并展望了TiAl合金表面涂层技术的发展趋势.     

TiAl基合金的组织演变

针对TiAl基合金是显微组织控制,综述了TiAl基合金中几种常见的组织演变,着重论述了变形TiAl基合金在热处理过程中的晶粒长大及动力学分析,TiAl基合金在冷却时层状组织的形成和全层状TiAl基合金在高温时的非连续粗化这3种组织演变的研究现状和面临的问题。