放电等离子烧结TiAl基合金组织性能及热变形行为研究

发布时间：2021-08-06 22:36

　　TiAl基合金具有低密度、高比强度、较好的高温抗氧化能力及优异的耐腐蚀性能等,被认为是最受关注的高温结构材料之一。然而,其室温塑性低和成形性能差等局限限制了在工业上的大规模使用。为了提高TiAl基合金的综合性能及加工成形性,本文采用气雾化方法制备了Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb-（B,Y,Mo）粉末,并通过优化与温度有关的放电等离子烧结工艺参数,制备出性能优异的TiAl基合金。此外,采用等温双道次热变形实验,探究了不同加工工艺参数对热变形行为的影响规律。最后,分析了合金变形过程中的软化机制,为提高TiAl基合金的成形性能提供实验依据。探究了烧结温度、控温模式和升温步骤对放电等离子烧结制备TiAl基合金显微组织、致密化及性能的影响规律。结果表明,随着温度的增加,雾化粉末首先发生亚稳α₂→γ相变,在烧结温度为1100℃时,合金获得近γ组织,当烧结温度达到1250℃时,TiAl基合金生成大量α₂/γ片层,转变为双态组织。手动控温模式下温度变化较为稳定,自动控温模式下温度上升存在波动,波动范围可达到±25℃。不同升温步骤对TiAl基合... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 TiAl基合金发展
        1.2.1 TiAl基合金组织及性能
        1.2.2 TiAl基合金制备工艺
    1.3 粉末冶金制备TiAl基合金
        1.3.1 气雾化制粉
        1.3.2 放电等离子烧结制备TiAl基合金
        1.3.3 放电等离子烧结致密化
    1.4 合金热变形和软化行为
        1.4.1 热变形对合金组织的影响
        1.4.2 热变形过程中软化行为
        1.4.3 动态再结晶机制
    1.5 主要研究内容
第2章 实验方法
    2.1 实验材料的制备
        2.1.1 SPS工艺参数及原材料
        2.1.2 热变形工艺参数
    2.2 主要测试及分析方法
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 组织观察
    2.3 性能测试
        2.3.1 维氏硬度测试
        2.3.2 室温压缩测试
        2.3.3 高温热变形实验
第3章 温度对Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb-(B,Y,Mo)合金组织、致密化及性能的影响规律
    3.1 引言
    3.2 烧结温度对烧结成形的影响规律
        3.2.1 烧结温度对组织及致密化的影响
        3.2.2 烧结温度对合金性能的影响
    3.3 控温模式对SPS的影响规律
        3.3.1 控温模式对组织及致密化的影响
        3.3.2 控温模式对性能的影响
    3.4 升温步骤对SPS的影响规律
        3.4.1 升温步骤对组织及致密化的影响
        3.4.2 升温步骤对性能的影响
    3.5 SPS致密化过程
    3.6 本章小结
第4章 Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb-(B,Y,Mo)合金双道次热变形行为及软化机制
    4.1 引言
    4.2 TiAl基合金等温双道次热变形行为
        4.2.1 热变形工艺参数对流变应力的影响
        4.2.2 热变形工艺参数对显微组织的影响
        4.2.3 热变形工艺参数对晶粒尺寸的影响
    4.3 TiAl基合金热变形软化机制研究
        4.3.1 TiAl基合金动态软化机制
        4.3.2 TiAl基合金静态软化机制
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]TiAl金属间化合物制备技术的研究进展[J]. 陈玉勇,苏勇君,孔凡涛.  稀有金属材料与工程. 2014(03)
[2]铸造高铌TiAl合金的热变形能力研究[J]. 王凤,徐向俊,林均品,叶丰,王艳丽,王兴,陈国良.  稀有金属材料与工程. 2009(06)
[3]TiAl基金属间化合物的发展[J]. 林均品,陈国良.  中国材料进展. 2009(01)
[4]TiAl金属间化合物的研究进展[J]. 岳云龙,吴海涛,王志杰,张联盟.  济南大学学报(自然科学版). 2004(01)
[5]放电等离子烧结技术的原理及应用[J]. 冯海波,周玉,贾德昌.  材料科学与工艺. 2003(03)
[6]放电等离子烧结技术的发展和应用[J]. 张久兴,刘科高,周美玲.  粉末冶金技术. 2002(03)
[7]Nb和Al对γ-TiAl基合金高温强度的影响[J]. 刘自成,李书江,张卫军,林均品,陈国良,Y.W.Kim.  中国有色金属学报. 2000(04)

博士论文
[1]TiAl合金热处理过程中亚稳相形成机制研究[D]. 曹守臻.哈尔滨工业大学 2017
[2]钛铝合金气雾化及其烧结成形的组织与相结构[D]. 杨冬野.哈尔滨工业大学 2015
[3]Fe-6.5Si单相合金雾化液滴凝固行为与组织形成机制[D]. 李克峰.上海大学 2014
[4]放电等离子烧结制备钛铝基合金及致密化机理研究[D]. 杨鑫.中南大学 2012

硕士论文
[1]热处理对放电等离子烧结Ti-46.5Al-2.15Cr-1.9Nb合金显微组织及性能的影响[D]. 强剑明.哈尔滨工业大学 2018
[2]Ti-46.5Al-2.15Cr-1.90Nb合金放电等离子烧结致密化及组织性能研究[D]. 袁皓.哈尔滨工业大学 2017
[3]Ti-47Al-1Cr-2Mn-0.5Fe-0.05Y合金高温变形和组织及性能研究[D]. 孙钦.哈尔滨工业大学 2016
[4]粉末冶金Ti-47Al-2Nb-2Cr合金高温变形行为及组织演变规律研究[D]. 任军帅.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3326607