| 题名 | 硼、铌和氧对铸造TiAl合金组织和性能的影响 |
| 作者 | 江治国 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-01-30 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 李依依 |
| 关键词 | TiAl合金 硼 铌 氧 组织 性能 相变 凝固 |
| 其他题名 | Effect of boron, niobium and oxygen content on microstructure and mechanical properties of cast TiAl alloys |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | -TiAl合金由于密度低，比强度高，熔点高和抗高温氧化性能良好等优点，被认为是一种汽车工业发动机用理想的轻质高温结构材料。本文通过金相显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜、X射线衍射、以及不同温度下的拉伸试验，系统研究了具有不同硼，铌和氧含量的铸造TiAl合金的显微组织、力学性能及相变行为。 研究发现硼对Ti-46.5Al-8Nb合金组织和性能有很大影响。随硼含量的增加，TiAl合金的晶粒尺寸减小，片层间距增加，片层间距与晶粒尺寸d-1/2符合线性关系。硼化物以条状和块状两种形态存在，随硼含量增加，硼化物体积分数增加，硼化物相由TiB演变为TiB2。硼对TiAl合金T 温度(/+相界线温度)的影响不大。硼提高TiAl合金的片层开始形成温度，降低了片层形成的过冷度，促进片层的形成。随着硼含量的增加，室温和高温拉伸性能都有改善。室温断裂强度与晶粒尺寸符合Hall-Petch关系。合金Ti-46.5Al-8Nb(0B)和Ti-46.5Al-8Nb-0.7B (0.7B)以不同冷速冷却的相变规律是类似的即2-m(块状相)- w (魏氏体组织)或f (羽毛状组织)- L (片层组织)。但硼的添加提高了获得这一组织的临界冷速。水淬时硼促进了块状m相的形成。油淬时硼的添加促进了片层组织的形成。硼抑制了魏氏体组织的形成。0B合金在1340℃(T)、1300℃(T)和1250℃(T)保温两小时，水淬(WQ)相应得到复杂组织(片层组织L+块状组织m+有序的2+等轴)，复杂组织(片层组织L+有序的2+等轴)，双态组织；而0.7B经与0B合金同样处理则相应得到近片层组织，近片层组织，近片层组织。研究了硼对高铌TiAl合金相变的影响。结果发现：在相同的保温时间下，0.7B合金2相的体积分数比0B合金小，这主要是因为0.7B合金中的相在晶界上的形核率很低，生长更困难。硼对合金的终凝温度没有影响，而初凝温度随硼含量的增加而减小。随硼含量的增加，硼化物析出温度上升；对Ti-46.5Al-8Nb-0.5B(0.5B)和0.7B合金，硼化物是在液相区析出，而Ti-46.5Al-8Nb-0.2B(0.2B)合金是在L(液相)+两相区析出。硼影响了L®b相变，使得析出的b晶粒得到细化。 氧能细化Ti-48Al-0.8B排气阀的晶粒尺寸。氧细化晶粒尺寸的临界含量为3300 wt. ppm。硬度和2 体积分数随氧含量的增加而增加。1B9排气阀具有最优的综合性能。浇道+50%新料的循环方法可行。四种氧含量排气阀从相区水淬的组织都是片层组织，这是由于氧含量是影响这四种排气阀m转变的决定因素。 随Nb含量的增加，Ti-48Al-0.7B-5Nb(5Nb)合金的晶粒尺寸最小，这是凝固前沿硼产生附加的成分过冷和硼化物钉扎晶界两方面的作用。四种合金硼化物的形状都是条状的。晶粒尺寸小的合金其条状硼化物的长度也要短小些。随Nb含量的增加，2相的体积分数减小，硬度增加。5Nb合金具有最佳的综合力学性能。0Nb和5Nb合金从相区水淬时，Nb含量、氧含量和晶粒尺寸都是m相变的影响因素。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 171 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16957]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 江治国. 硼、铌和氧对铸造TiAl合金组织和性能的影响[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
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