P/M钛铝基合金的热变形行为与等温锻造/扩散连接工艺
发布时间：2022-02-15 12:47
TiAl基合金是一种极具应用潜力的轻质高温结构材料,在航空航天领域,其制备的轻量化构件可显著提升飞行器的推重比,实现飞行器的减重、增速和增程。然而,TiAl基合金的室温塑性、热加工性能以及可焊性均较差,严重制约着其工程化应用。细化微观组织不仅可以提高合金的塑性,同时可以改善其热变形性能,拓宽其热加工窗口。基于此,本文以预合金粉末为原料,分别采用热压烧结法和放电等离子烧结法制备了细晶TiAl基合金,并对其力学性能及高温断裂机制进行了研究;基于对烧结态合金的热变形行为和微观组织演变规律的研究,采用自阻加热镦粗工艺实现了具有不同典型微观组织的锻态合金的可控制备和力学性能的优化;采用脉冲电流辅助扩散连接技术实现了TiAl基合金的高效连接,并通过等温锻造/脉冲电流辅助扩散连接复合工艺制备了TiAl基合金中空构件。以气雾化法制备的Ti46.5Al2Cr1.8Nb0.2W0.15B预合金粉末为原料,采用热压烧结法制备了TiAl基合金,研究了烧结参数对微观组织和力学性能的影响。研究发现,烧结过程中发生了α2→γ相变,部分粉末发生了动态再结晶。当烧结温度在1100°C-1300°C...
【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】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TiAl合金Al含量（at.%）对凝固路线的影响
-5 TiAl基合金铸锭[53]inum alloys fabricated by ingot casting[53]制备的 TiAl 基合金均由粗大的全片层组织有较好的抗蠕变性能，但是对其热变形性观组织不仅可以提高其室温强度和塑性，如何制备细晶 TiAl 基合金一直受到广泛的制备具有细小微观组织的合金的有效手段主要包括粉末制备和烧结两个工序。其中，和雾化法。粉及其它合金元素通过机械球磨的方法，使低，易于添加合金化元素等优点。然而，
图 1-6 Ti-45Al-10Nb (at.%)的复合粉末在机械球磨过程中的组织演变[60]ig.1-6 The schematic diagram of the Ti-45Al-10Nb powders during the ball milling proces气雾化法是以惰性气体冲击液态合金，使其形成细小液滴并快速冷却的，相对于机械球磨法，具有效率高、杂质含量少等优点，是制备 TiAl 预合末最具工程应用潜力的工艺[66-68]。孙剑飞等[68]研究了气雾化制备的不同粒8Al 预合金粉末的微观组织，得出了其组织演变规律。研究发现不同粒径末的在凝固过程中，由于液滴尺寸的差异，导致其冷却速率不同，最终导不同粉末内部原始组织的差异，这可能对其后续的烧结微观组织造成影响目前，最具应用价值的烧结工艺主要包括真空热压烧结法[69]、放电等离结法(spark plasma sintering, SPS)[70-83]、和热等静压烧结法[84, 85]等。真空热压烧结法是常见的粉末冶金工艺，具有工艺简单、可控性好、成等优点，在制备金属间化合物材料领域具有重要的应用潜力。放电等离子烧结是利用脉冲电流通过粉末时产生的焦耳热效应及粉末界的等离子活化效应，在加载压力下快速致密化的绿色粉末冶金工艺。其具
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动态再结晶软化理论的Ti-22Al-25Nb合金新型本构关系模型（英文）[J]. 孙宇,张恒,万志鹏,任丽丽,胡连喜. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(03)
[2]Hot deformation behavior and microstructural evolution of powder metallurgical TiAl alloy[J]. Na Liu,Zhou Li,Wen-Yong Xu,Yue Wang,Guo-Qing Zhang,Hua Yuan. Rare Metals. 2017(04)
[3]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)
[4]TiAl化合物反常力学性能的电子理论[J]. 邢胜娣. 科学通报. 1991(05)
博士论文
[1]两级网状结构（Ti5Si3+TiBw）/Ti6Al4V复合材料研究[D]. 焦阳.哈尔滨工业大学 2018
[2](γ+α2+B2)三相TiAl合金热加工特性及组织性能研究[D]. 刘宏武.燕山大学 2017
[3]高温固态置氢TiAl合金组织演化及高温变形行为[D]. 马腾飞.哈尔滨工业大学 2017
[4]置氢Ti-46Al-2V-1Cr-0.3Ni合金高温变形规律及改性机理研究[D]. 温道胜.哈尔滨工业大学 2016
[5]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
[6]GH99高温合金高温变形行为及组织演化规律研究[D]. 张弘斌.哈尔滨工业大学 2015
[7]脉冲电流在轻合金超塑变形中的宏微观作用机制[D]. 刘泾源.哈尔滨工业大学 2015
[8]热压烧结Ti-22Al-25Nb合金的微观组织与高温变形机理[D]. 贾建波.哈尔滨工业大学 2014
[9]脉冲电流对铝基复合材料拉深变形与扩散连接的影响[D]. 王博.哈尔滨工业大学 2013
[10]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]粉末冶金层状TiBw/TC4复合材料组织与力学性能研究[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2017
[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]GH99高温合金与TA15钛合金U形件自阻加热弯曲精度控制[D]. 陶楠.哈尔滨工业大学 2016
[4]5A90Al-Li合金桁条自阻加热成形工艺与装备[D]. 肖寒.哈尔滨工业大学 2015
[5]AZ31镁合金自阻加热超塑成形工艺[D]. 鞠小波.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3626662
【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】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
TiAl合金Al含量（at.%）对凝固路线的影响
-5 TiAl基合金铸锭[53]inum alloys fabricated by ingot casting[53]制备的 TiAl 基合金均由粗大的全片层组织有较好的抗蠕变性能，但是对其热变形性观组织不仅可以提高其室温强度和塑性，如何制备细晶 TiAl 基合金一直受到广泛的制备具有细小微观组织的合金的有效手段主要包括粉末制备和烧结两个工序。其中，和雾化法。粉及其它合金元素通过机械球磨的方法，使低，易于添加合金化元素等优点。然而，
图 1-6 Ti-45Al-10Nb (at.%)的复合粉末在机械球磨过程中的组织演变[60]ig.1-6 The schematic diagram of the Ti-45Al-10Nb powders during the ball milling proces气雾化法是以惰性气体冲击液态合金，使其形成细小液滴并快速冷却的，相对于机械球磨法，具有效率高、杂质含量少等优点，是制备 TiAl 预合末最具工程应用潜力的工艺[66-68]。孙剑飞等[68]研究了气雾化制备的不同粒8Al 预合金粉末的微观组织，得出了其组织演变规律。研究发现不同粒径末的在凝固过程中，由于液滴尺寸的差异，导致其冷却速率不同，最终导不同粉末内部原始组织的差异，这可能对其后续的烧结微观组织造成影响目前，最具应用价值的烧结工艺主要包括真空热压烧结法[69]、放电等离结法(spark plasma sintering, SPS)[70-83]、和热等静压烧结法[84, 85]等。真空热压烧结法是常见的粉末冶金工艺，具有工艺简单、可控性好、成等优点，在制备金属间化合物材料领域具有重要的应用潜力。放电等离子烧结是利用脉冲电流通过粉末时产生的焦耳热效应及粉末界的等离子活化效应，在加载压力下快速致密化的绿色粉末冶金工艺。其具
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于动态再结晶软化理论的Ti-22Al-25Nb合金新型本构关系模型（英文）[J]. 孙宇,张恒,万志鹏,任丽丽,胡连喜. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(03)
[2]Hot deformation behavior and microstructural evolution of powder metallurgical TiAl alloy[J]. Na Liu,Zhou Li,Wen-Yong Xu,Yue Wang,Guo-Qing Zhang,Hua Yuan. Rare Metals. 2017(04)
[3]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)
[4]TiAl化合物反常力学性能的电子理论[J]. 邢胜娣. 科学通报. 1991(05)
博士论文
[1]两级网状结构（Ti5Si3+TiBw）/Ti6Al4V复合材料研究[D]. 焦阳.哈尔滨工业大学 2018
[2](γ+α2+B2)三相TiAl合金热加工特性及组织性能研究[D]. 刘宏武.燕山大学 2017
[3]高温固态置氢TiAl合金组织演化及高温变形行为[D]. 马腾飞.哈尔滨工业大学 2017
[4]置氢Ti-46Al-2V-1Cr-0.3Ni合金高温变形规律及改性机理研究[D]. 温道胜.哈尔滨工业大学 2016
[5]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
[6]GH99高温合金高温变形行为及组织演化规律研究[D]. 张弘斌.哈尔滨工业大学 2015
[7]脉冲电流在轻合金超塑变形中的宏微观作用机制[D]. 刘泾源.哈尔滨工业大学 2015
[8]热压烧结Ti-22Al-25Nb合金的微观组织与高温变形机理[D]. 贾建波.哈尔滨工业大学 2014
[9]脉冲电流对铝基复合材料拉深变形与扩散连接的影响[D]. 王博.哈尔滨工业大学 2013
[10]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]粉末冶金层状TiBw/TC4复合材料组织与力学性能研究[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2017
[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]GH99高温合金与TA15钛合金U形件自阻加热弯曲精度控制[D]. 陶楠.哈尔滨工业大学 2016
[4]5A90Al-Li合金桁条自阻加热成形工艺与装备[D]. 肖寒.哈尔滨工业大学 2015
[5]AZ31镁合金自阻加热超塑成形工艺[D]. 鞠小波.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3626662
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