多组元高铌TiAl基合金微观组织及性能研究

发布时间：2017-03-26 05:18

  本文关键词：多组元高铌TiAl基合金微观组织及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究了Nb、Mo合金元素相对含量对高铌TiAl基合金铸态和热处理态显微组织以及高温抗氧化性的影响。热处理工艺为1325℃/4h/FC+900℃/30min/AC,高温氧化实验采用900℃静止空气下的循环氧化。采用了光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段进行了物相、氧化表面及氧化膜的观察与分析。研究表明:两类合金Ti-45Al-xNb-1Mo-0.2B(x=6、7、8)(at.%,下同)和Ti-45Al-7Nb-yMo-0.2B-0.1Y(y=0、1、2)的铸态组织均为近层片组织,经过1325℃/4h/FC+900℃/30min/AC的均匀化热处理后,合金Ti-45Al-xNb-1Mo-0.2B(x=6、7、8)的组织变成了全片层组织;而合金Ti-45Al-7Nb-yMo-0.2B-0.1Y(y=0、1、2)的组织依然是近层片组织。另外,随着Nb合金元素相对含量的增加,合金的层片团尺寸有所变大,层片团变粗;Mo合金元素的添加,一定程度上细化了合金的α2+γ层片团结构,并且随着Mo合金元素含量的增加细化效果明显。Nb合金元素的添加,很大程度上影响了多组元高铌TiAl基合金的高温抗氧化性,使其高温氧化增重速率变小,并且随着Nb合金元素相对含量的增加,氧化膜结构变得致密,氧化膜和基体之间的粘附性增加,氧化膜不容易脱落。由于Nb元素的添加,在一定程度上阻碍了合金基体内部的金属元素与外部氧元素之间的相互传输,使基体内部的氧元素的含量大大减少,从而提高了合金的高温抗氧化性。2Mo的加入使合金的高温氧化增重变得缓慢,但是氧化膜脱落比较严重,相对于不加Mo的合金,随着氧化时间的增加,高温抗氧化性并没有显著的提高。
【关键词】：合金元素 显微组织 抗氧化性
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-25
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 TiAl基合金的研究概况11-17
• 1.2.1 TiAl基合金的研究历程11-12
• 1.2.2 TiAl基合金的相与相图12-14
• 1.2.3 TiAl基合金的相变和显微组织14-17
• 1.3 TiAl基合金的制备工艺17-18
• 1.4 合金元素对TiAl基合金的作用18-20
• 1.4.1 Nb元素对TiAl基合金的影响19
• 1.4.2 Mo元素对TiAl基合金的影响19-20
• 1.4.3 B元素对TiAl基合金的影响20
• 1.4.4 Y元素对TiAl基合金的影响20
• 1.5 TiAl基合金的高温氧化性20-22
• 1.5.1 TiAl基合金的高温抗氧化因素20-21
• 1.5.2 TiAl基合金的高温抗氧化性的改善21-22
• 1.6 本课题研究思路与主要内容22-25
• 1.6.1 研究思路22
• 1.6.2 研究内容22-25
• 第2章 试样的制备与实验方法25-29
• 2.1 合金成分的选择25
• 2.2 合金的熔炼与制备25-27
• 2.2.1 合金的均匀化热处理26
• 2.2.2 合金高温氧化实验26-27
• 2.3 实验结果的观察与分析27-29
• 2.3.1 光学显微组织的观察27
• 2.3.2 X射线衍射分析27
• 2.3.3 扫描电子显微镜分析27-28
• 2.3.4 氧化膜组成与结构测定28-29
• 第3章 Nb、Mo合金元素对TiAl基合金微观组织的影响29-44
• 3.1 不同Nb含量TiAl基合金显微组织分析29-36
• 3.1.1 合金铸态显微组织分析29-31
• 3.1.2 合金热处理态显微组织31-36
• 3.2 不同Mo含量TiAl基合金显微组织分析36-42
• 3.2.1 合金铸态显微组织分析36-39
• 3.2.2 合金热处理态显微组织39-42
• 3.3 本章小结42-44
• 第4章 Nb、Mo合金元素对TiAl基合金高温抗氧化性的影响44-57
• 4.1 不同Nb含量TiAl基合金高温抗氧化性研究44-50
• 4.1.1 高温氧化动力学曲线44-46
• 4.1.2 合金表面氧化情况分析46-48
• 4.1.3 氧化膜的截面分析48-50
• 4.2 不同Mo含量TiAl基合金高温抗氧化性研究50-55
• 4.2.1 高温氧化动力学曲线50-51
• 4.2.2 合金表面氧化情况分析51-53
• 4.2.3 氧化膜的截面分析53-55
• 4.3 本章小结55-57
• 结论57-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文62-63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;DIFFUSION BONDING OF TiAl TO Ti AND TC4 ALLOY[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2000年01期

2 ;A STUDY ON ALUMINIDE COATINGS ON TiAl ALLOYS BY PACKCEMENTATION METHOD[J];Acta Metallurgica Sinica(English Edition);2000年06期

3 ;Effects of HIPing Pressure on Microstructures and Properties of TiAl Alloy[J];Journal of Central South University of Technology(English Edition);2000年03期

4 唐建成,黄伯云,刘文胜,贺跃辉;Microstructural evolution of a forged TiAl based alloy during heat treatment at subtransus temperature[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2000年02期

5 ;Diffusion Bonding between TiAl Based Alloys and Steels[J];Journal of Materials Science & Technology;2001年01期

6 ;THE STRUCTURE CHANGE OF γ-TiAl IRRADIATED BY 50keV XENON IONS AT ROOM TEMPERATURE[J];Acta Metallurgica Sinica(English Edition);2001年04期

7 吴引江;制造TiAl薄板的新方法[J];钛工业进展;2001年05期

8 ;Distribution of Nb atom in the TiAl+Nb system[J];Rare Metals;2001年01期

9 ;MEAM Potential with Angular Dependence for TiAl[J];Rare Metals;2001年01期

10 ;Influence of Aluminum Content in γ-TiAl with L1_0 Structure during Ordering Processes[J];Rare Metals;2001年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 ;Study on aging phase transformation process in Ni_(42) CrTiAl alloys[A];第二届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2001年

2 Xiang Zan;Li Ouyang;Yu Wang;Yuehui He;Yong Liu;Weidong Song;;Microstructure Evolution of TiAl under Tensile Impact Loadings[A];中国材料大会2012第15分会场：TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年

3 Fan Yang;Xiao Li;Nan Tian;Yongfeng Liang;Junpin Lin;;Effect of Nb Addition on the Corrosion Behavior of Porous TiAl Based Alloys in Aqueous Environments[A];中国材料大会2012第15分会场：TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年

4 Zhiyong Xue;YuanXun Huang;Yongtian Wang;Xiaojing Hai;;Laser Remelting Effect on the Joint Property of Diffusion Bonding of TiAl Intermetallics and TC4 Alloy[A];中国材料大会2012第15分会场：TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年

5 刘辛;骆接文;谢焕文;蔡一湘;;惰性气体雾化法制备TiAl_3粉末的特性[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集（上册）[C];2010年

6 Na Liu;Zhou Li;Guoqing Zhang;Hua Yuan;Wenyong Xu;Zhengjiang Gao;;Effect of Heat Treatment on the Microstructure and Property of TiAl Alloys Prepared by Gas Atomization Powders[A];中国材料大会2012第19分会场：高温合金论文集[C];2012年

7 ;Influence of Heat Treatment on The Precipitation of γ1 Phase in High Nb Containing TiAl-based Intermetallic Alloys[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

8 Chuanyun Wang;Jinshan Li;Bin Tang;Hongchao Kou;;Numerical Analysis of Superplastic Bulging Process of TiAl Sheet[A];中国材料大会2012第15分会场：TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年

9 孟祥康;洪建明;刘毅;赵晓宁;刘治国;;二相TiAl基金属间化合物层片结构中的位错组态[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集（Ⅱ）[C];1994年

10 Qing Ye;Zhimeng Guo;Qikai Duan;Chunlei Yang;Junjie Hao;;Preparation of TiAl Intermetallic Alloy by Gelcasting[A];中国材料大会2012第15分会场：TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 中航工业黎明航空发动机（集团）有限责任公司 汪大成;钛铝合金(TiAl)应用现状及发展趋势[N];中国航空报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张志勇;高洁净度TiAl合金及其纳米复合材料的制备，，组织和力学性能[D];北京科技大学;2015年

2 余龙;高铌TiAl合金疲劳—蠕变交互作用研究[D];北京科技大学;2016年

3 沈正章;高Nb-TiAl合金板材制备及组织性能研究[D];北京科技大学;2016年

4 舒世立;过渡族金属元素和内生陶瓷颗粒对TiAl压缩性能的影响规律及机制[D];吉林大学;2013年

5 孙涛;原位自生Ti_2AlN/TiAl复合材料制备与高温性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

6 杨慧敏;TiAl-5Nb合金定向凝固过程中组织演化规律的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

7 廖翠姣;TiAl合金渗碳处理及其耐蚀性能研究[D];中南大学;2014年

8 罗江山;粉末冶金TiAl基合金的晶粒细化及其效应研究[D];中国工程物理研究院;2014年

9 彭超群;循环热处理对TiAl基合金组织与性能的影响[D];中南大学;2001年

10 昝祥;TiAl金属间化合物高温动态力学行为及变形机理研究[D];中国科学技术大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 邢发军;TiAl/TiO_2界面相互作用的第一性原理研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

2 王保栋;TiAl/Al_2O_3界面相互作用第一性原理研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

3 韩波;残留缺陷对铸造TiAl合金择优取向层片组织疲劳寿命的影响[D];昆明理工大学;2015年

4 李志明;基于Ti-Al-Nb-Cr-B体系的TiAl基合金设计与微观组织研究[D];中国地质大学(北京);2015年

5 王建成;区域加热处理对TiAl合金组织演化的影响[D];南京理工大学;2015年

6 陈锐;准连续网状Ti_5Si_3/TiAl基复合材料的高温氧化行为研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

7 王学菲;层状结构TiAl基复合材料合成机制与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 李明骜;B和C共同添加对TiAl基合金组织及性能影响研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

9 刘浩;碳含量对TiAl合金凝固组织及性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2015年

10 戴豪;TiAl_3对NaAlH_4吸放氢催化作用的影响因素及相关机制探究[D];广西大学;2015年

  本文关键词：多组元高铌TiAl基合金微观组织及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：268333