热处理对变形TiAl-Nb合金的组织结构与蠕变行为的影响

发布时间：2019-11-25 08:58

【摘要】：本文通过对锻造态TiAl-Nb合金分别进行1380℃/2h/FC固溶处理以及900℃/100h时效处理,对不同状态合金进行不同条件的蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了热处理对锻造态Ti Al-Nb合金组织结构及蠕变性能的影响。结果表明,锻造态TiAl-Nb合金主要由层片状γ/α2两相组成,相同取向的层片状γ/α2两相团簇构成了一个晶粒,不同取向γ/α2两相层片状团簇之间存在由较大体积分数的碎化单一γ相组成的晶界。锻造态合金经时效处理后,晶粒尺寸较均匀,晶粒内两相组织发生粗化,晶界处仍存在较大体积分数的碎化组织,其中,碎化及体积分数较大的晶界是合金蠕变强度的薄弱环节。锻造态合金经固溶处理后,晶界区域的γ相碎化组织消失,转变成变成锯齿状组织,晶界的体积分数和晶内层间距尺寸减小。与锻造态合金相比,时效态合金在700℃/300MPa的蠕变寿命由335h提高到485h;固溶态合金在800℃-920℃区间的蠕变性能有明显改善,在800℃/200MPa的蠕变寿命由143h提高到436h。合金在近700℃蠕变期间的变形机制是位错在γ/α2两相中滑移,其中,位错滑移至γ/α2两相界面受阻,塞积的位错在相界面区域产生应力集中,当应力集中值大于界面的结合强度时,可在垂直于应力轴的相界面发生裂纹的萌生,并沿γ/α2两相界面扩展,直至发生穿晶断裂,是合金在近700℃蠕变期间的损伤与断裂机制。合金在800℃-920℃蠕变期间的变形机制是位错在γ/α2两相中滑移,位错滑移至相界受阻,可形成位错列或位错塞积群,其产生的应力集中,可促使位错剪切穿过相界,在另一单相区滑移,并致使合金中层片状组织发生弯曲变形。与α2-Ti3Al相比,合金的γ相有较弱的强度,在800℃-920℃温度区间,由单一γ相组成的晶界是合金蠕变强度的薄弱环节;随蠕变进行至后期,合金易于沿与应力轴呈45°角的晶界处发生裂纹的萌生与扩展,直至断裂是合金在蠕变期间的损伤与断裂机制。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.23;TG166.5

【参考文献】

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本文编号：2565645