粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金制备与微观组织研究

发布时间：2024-01-23 10:54

　　含有O相(正交结构)、α₂相(密排六方结构)和B2/β相的Ti₂AlNb基合金,因具有较低的相对密度、较高的比强度、较好的综合高温性能被认为是继Ni基高温合金之后最具潜力的航空航天高温材料,因此该合金在航空航天领域的应用也越来越广泛。传统的Ti₂AlNb基合金是通过熔融铸造方法进行制备的,由于各元素的熔点、化学活性等差异较大,从而导致所制备的合金成分和组织不均匀、力学性能较差。此外,Ti₂AlNb基合金属于脆性合金,其较差的室温塑性和韧性也严重制约了该合金在更为广泛领域内的应用。因此,如何进一步改善该合金的室温塑性、韧性和提高其综合力学性能成为了当前研究者们所要解决的问题。本文分别以机械合金化的元素固溶体粉末和预合金粉末为初始粉末,采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备高性能粉末冶金Ti-22Al-25Nb(at.%)合金块体材料,揭示机械合金化工艺参数对固溶体粉末形貌、颗粒尺寸、微晶尺寸、固溶度和强化机制的影响规律,系统研究烧结工艺参数和热处理工艺参数对烧结合金组织、性能、相转变的影响。采用机械合金...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 Ti₂AlNb基合金
        1.2.1 Ti₂AlNb基合金的研究现状
        1.2.2 Ti₂AlNb基合金的成分及组成相
        1.2.3 Ti₂AlNb基合金的微观组织及力学性能
    1.3 Ti₂AlNb基合金的制备方法
        1.3.1 熔炼铸造法
        1.3.2 粉末冶金法
        1.3.3 粉末制备技术
        1.3.4 烧结技术
    1.4 主要研究内容
    1.5 实验流程
第2章 材料与实验方法
    2.1 实验材料与设备
        2.1.1 实验原材料
        2.1.2 机械合金化
        2.1.3 烧结设备与烧结模具
        2.1.4 热处理实验设备和方法
    2.2 材料性能测试
        2.2.1 密度测试
        2.2.2 粉末体积测量
        2.2.3 维氏硬度测试
        2.2.4 相组成和显微组织分析
        2.2.5 力学性能测试
第3章 Ti-22Al-25Nb固溶体粉末制备
    3.1 引言
    3.2 Ti、Al、Nb元素粉末机械合金化
        3.2.1 Ti-22Al-25Nb固溶体粉末的制备
        3.2.2 硬脂酸和氧化铝对元素粉末机械合金化过程的影响
    3.3 Ti、Al、Nb元素粉末的固溶机制
    3.4 Ti、Al、Nb元素粉末的强化机制
    3.5 本章小结
第4章 Ti-22Al-25Nb固溶体粉末的放电等离子烧结
    4.1 引言
    4.2 放电等离子烧结
        4.2.1 致密化过程
        4.2.2 SPS烧结参数
    4.3 SPS烧结合金的微观组织
    4.4 SPS烧结合金的压缩性能
    4.5 本章小结
第5章 预合金粉末的SPS烧结和烧结合金热处理
    5.1 引言
    5.2 预合金粉末的SPS烧结
    5.3 粉末冶金Ti-22Al-25Nb合金的热处理
        5.3.1 热处理材料和参数
        5.3.2 组织演变
        5.3.3 B2 相晶粒长大的动力学研究
        5.3.4 拉伸力学性能
        5.3.5 断裂机制分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的主要成果和参与项目
致谢



本文编号：3882612