热处理对高铌钛铝合金的组织结构与蠕变性能的影响

发布时间：2017-12-19 21:07

本文关键词：热处理对高铌钛铝合金的组织结构与蠕变性能的影响　出处：《沈阳工业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：由于TiAl合金具有优越的轻质、耐高温、耐腐蚀及比强度高等优点,被认为是应用前景最为广泛的一种轻质高温结构材料。通过对TiAl-Nb合金进行不同工艺热处理、蠕变性能测试和组织结构观察,研究了铸态TiAl-Nb合金在750-910℃温度范围内的蠕变行为,以及热处理及长期时效处理对TiAl-Nb金属间化合物基合金微观组织与蠕变性能的影响,得出主要研究结果如下：铸态TiAl-Nb合金的组织结构主要由层片状γ/α_2两相组成,不同取向γ/α_2两相层片状组织之间存在不规则锯齿状形态的晶界,该锯齿状非层片晶界由单一丫相组成。确定出：γ-TiAl相和α_2-Ti_3Al相晶体学关系为： (110)_α_2//(200)_γ和[1(?)0]_(α_2)//[0 (?)1]_γ。在750℃C-900℃C温度区间和施加应力的范围内,铸态TiAl-Nb合金表现出较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命。经固溶+时效及长期时效处理后,合金的蠕变抗力可进一步提高,其中,测定出铸态合金在900℃/120MPa和长期时效态合金在800℃/220 MPa条件下的蠕变寿命分别达237 h和374 h。铸态合金在近750℃C蠕变期间,裂纹沿与应力轴成90℃角的层片状γ/a_2两相界面发生裂纹的萌生与扩展,是合金在近750℃蠕变期间的断裂机制。在800-900℃C的蠕变期间,合金的变形机制是大量位错以位错列的形式剪切层片状γ/α_2两相,其中,大量位错在基体中滑移发生反应可形成位错网,该位错网可促进蠕变期间位错的攀移,减缓应力集中,有利于改善合金的蠕变抗力。高温蠕变期间,铸态合金的应变主要发生在近晶界区域的非层片状单一Y相；热处理态合金在蠕变期间,裂纹首先在与应力轴成45℃角、且平行于层片状团簇的晶界处萌生,并沿平行于两γ/α_2相层片状的晶界扩展,直至蠕变断裂是合金在蠕变期间的断裂机制。其中,与α_2-Ti_3Al相比,Y相有较弱的强度,因此,蠕变期间合金中裂纹易于在与施加应力轴呈45℃角、且与层状结构相平行的晶界处萌生与扩展；且与层状结构相平行的断口呈光滑表面,而与层状结构呈一定角度的断裂表面存在撕裂棱,为较高强度的α_2-Ti_3Al相阻碍裂纹扩展所致。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166;TG146.2

【参考文献】

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