热压烧结Ti43.5Al5Nb1V1Y合金高温变形特性研究
发布时间：2020-12-07 02:28
Ti Al基合金具有密度小、比强度高、比刚度高等优良特性而备受关注,成为具有突出研究及应用价值的新一代轻质高温结构材料,在高超音速飞行器及热防护材料等方面应用前景广泛。然而其与生俱来的本征脆性及高温氧化等问题限制了它在大尺寸优异薄板等材料方面的应用。粉末冶金特别是预合金粉末技术可消除铸造缺陷,为制备薄板提供优异原材料,因此,获得高纯低氧球形气雾化粉末和制备高性能粉末冶金板材是进一步扩大Ti Al基合金应用范围的关键。本文以气雾化工艺制备的Ti43.5Al5Nb1V1Y预合金粉末为原料,采用真空热压烧结进行致密化。利用金相显微镜（OM）、激光粒度分析仪、配有BSE模式及EDS能谱仪的扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）及X射线衍射仪等分析方法,对气雾化工艺制备的预合金粉末颗粒、真空热压烧结组织及高温变形组织进行表征分析,利用Gleeble-3500热物理模拟试验机在变形温度1050℃-1200℃、应变速率0.001 s-1-0.5 s-1及变形量50%的条件下对该合金进行等温热圧缩模拟实验。研究结果表明,气雾化工艺制备的Ti43.5Al...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GE公司应用于波音787“梦之机”的GEnx-1B发动机
图 1-1 GE 公司应用于波音 787“梦之机”的 GEnx-1B 发动机Fig.1-1 The General Electric GEnx-1B engine for the Boeing 787 Dreamliner TiAl 基合金组织及结构.1 TiAl 合金二元相图非金属杂质（特别是氧化物）的存在，明显影响着相平衡，且存在超不活泼相转变鉴定困难等难题，出现多种版本的 TiAl 相图，最先得究者参考认可的相图是由 Murray 提出的。如图 1-2 所示为 2006ster 和 Palm 经过大量热力学试验研究，综合当下与前人知识得到的金二元相图。尽管对于 TiAl 二元相图已进行了大量研究，但仍存在，探索仍在继续。
1.2.1.2 TiAl 基合金组织及结构在 Ti-Al 二元相图中，根据 Al 的不同原子百分含量，将 Al(at.%)>10 %的TiAl 金属间化合物称为 TiAl 基合金，Al(at.%)≥49 %时的 TiAl 基合金称为 γ 单相合金，Al(at.%)<49 %时的 TiAl 基合金称为(γ+α)双相合金。在 α 单相区保温的两相 TiAl 合金，经空冷或随炉冷却后组织完全由片层结构构成，为全片层组织(Fully lamellar, FL)；合金在(γ+α)两相区内、略低于 Tα温度热处理时(α→α2+γ)，得到由大量 γ/α 片层团结构和少量分布于片层间的 γ 晶粒组成，形成近片层组织(Nearly lamellar, NL)；合金在(γ+α)两相区内，于 α 相和 γ 相体积分数大致相等的温度进行热处理，经空冷或炉冷后，由 γ 晶粒和 γ/α 片层团组成的室温组织，称为双态组织(Duplex structure, DP)；合金在共析点 Te 温度附近进行热处理时，γ 晶粒生长较快，经空冷(AC)或炉冷(FC)得到由等轴状 γ 晶粒及少量细小 α2晶粒组成的组织，即近 γ 组织(Equiaxed near gamma, NG)。图 1-3 所示为四种典型组织的形貌。近年来，普遍认为双态组织及细小的全片层组织是具有最佳性能的组织，成为研究者的关注热点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]中国雾化制粉技术现状简介[J]. 王建军. 粉末冶金工业. 2016(05)
[3]γ-TiAl基合金球磨粉放电等离子烧结行为[J]. 张驰,王岩,赵守鑫,王家文,陈钰青. 中国有色金属学报. 2016(08)
[4]粉末冶金Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.15B合金的制备及力学性能影响因素[J]. 吴杰,徐磊,郭瑞鹏,卢正冠,崔玉友,杨锐. 材料研究学报. 2015(02)
[5]钛铝金属间化合物的进展与挑战[J]. 杨锐. 金属学报. 2015(02)
[6]TiAl基合金室温塑性的影响因素及改善方法[J]. 陈子勇,吴丽娟,周峰,宫子琪,柴丽华,相志磊,聂祚仁. 材料导报. 2014(09)
[7]TiAl预合金粉末制备的研究进展[J]. 贺卫卫,贾文鹏,杨广宇,刘海彦,黄瑜,赵培. 钛工业进展. 2012(04)
[8]微量B对铸态TiAl基合金显微组织及热变形行为的影响[J]. 李建波,刘咏,王岩,刘彬,杨广宇. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(04)
[9]先进航空发动机设计与制造技术综述[J]. 金捷,钟燕. 航空制造技术. 2012(05)
[10]新型β-γTiAl合金的研究进展[J]. 陈玉勇,张树志,孔凡涛,刘祖岩,林均品. 稀有金属. 2012(01)
博士论文
[1]高Nb-TiAl合金中有序ω相相变规律的研究[D]. 宋霖.北京科技大学 2015
[2]Ti-45Al-10Nb合金的粉末冶金法制备与组织性能研究[D]. 李学问.哈尔滨工业大学 2015
[3]高Nb-TiAl合金高温变形及组织性能研究[D]. 张树志.哈尔滨工业大学 2013
[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
[5]具有层片组织形态的TiAl基合金高温变形行为研究[D]. 张浩.哈尔滨工业大学 2010
[6]TiAl基合金的制备及高温变形行为研究[D]. 刘彬.中南大学 2008
硕士论文
[1]ZL114A合金热变形及热处理特性研究[D]. 张继敏.哈尔滨理工大学 2017
[2]TiAl基合金热变形行为及高温力学性能研究[D]. 王辉.中南大学 2011
本文编号：2902451
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GE公司应用于波音787“梦之机”的GEnx-1B发动机
图 1-1 GE 公司应用于波音 787“梦之机”的 GEnx-1B 发动机Fig.1-1 The General Electric GEnx-1B engine for the Boeing 787 Dreamliner TiAl 基合金组织及结构.1 TiAl 合金二元相图非金属杂质（特别是氧化物）的存在，明显影响着相平衡，且存在超不活泼相转变鉴定困难等难题，出现多种版本的 TiAl 相图，最先得究者参考认可的相图是由 Murray 提出的。如图 1-2 所示为 2006ster 和 Palm 经过大量热力学试验研究，综合当下与前人知识得到的金二元相图。尽管对于 TiAl 二元相图已进行了大量研究，但仍存在，探索仍在继续。
1.2.1.2 TiAl 基合金组织及结构在 Ti-Al 二元相图中，根据 Al 的不同原子百分含量，将 Al(at.%)>10 %的TiAl 金属间化合物称为 TiAl 基合金，Al(at.%)≥49 %时的 TiAl 基合金称为 γ 单相合金，Al(at.%)<49 %时的 TiAl 基合金称为(γ+α)双相合金。在 α 单相区保温的两相 TiAl 合金，经空冷或随炉冷却后组织完全由片层结构构成，为全片层组织(Fully lamellar, FL)；合金在(γ+α)两相区内、略低于 Tα温度热处理时(α→α2+γ)，得到由大量 γ/α 片层团结构和少量分布于片层间的 γ 晶粒组成，形成近片层组织(Nearly lamellar, NL)；合金在(γ+α)两相区内，于 α 相和 γ 相体积分数大致相等的温度进行热处理，经空冷或炉冷后，由 γ 晶粒和 γ/α 片层团组成的室温组织，称为双态组织(Duplex structure, DP)；合金在共析点 Te 温度附近进行热处理时，γ 晶粒生长较快，经空冷(AC)或炉冷(FC)得到由等轴状 γ 晶粒及少量细小 α2晶粒组成的组织，即近 γ 组织(Equiaxed near gamma, NG)。图 1-3 所示为四种典型组织的形貌。近年来，普遍认为双态组织及细小的全片层组织是具有最佳性能的组织，成为研究者的关注热点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]中国雾化制粉技术现状简介[J]. 王建军. 粉末冶金工业. 2016(05)
[3]γ-TiAl基合金球磨粉放电等离子烧结行为[J]. 张驰,王岩,赵守鑫,王家文,陈钰青. 中国有色金属学报. 2016(08)
[4]粉末冶金Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.15B合金的制备及力学性能影响因素[J]. 吴杰,徐磊,郭瑞鹏,卢正冠,崔玉友,杨锐. 材料研究学报. 2015(02)
[5]钛铝金属间化合物的进展与挑战[J]. 杨锐. 金属学报. 2015(02)
[6]TiAl基合金室温塑性的影响因素及改善方法[J]. 陈子勇,吴丽娟,周峰,宫子琪,柴丽华,相志磊,聂祚仁. 材料导报. 2014(09)
[7]TiAl预合金粉末制备的研究进展[J]. 贺卫卫,贾文鹏,杨广宇,刘海彦,黄瑜,赵培. 钛工业进展. 2012(04)
[8]微量B对铸态TiAl基合金显微组织及热变形行为的影响[J]. 李建波,刘咏,王岩,刘彬,杨广宇. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(04)
[9]先进航空发动机设计与制造技术综述[J]. 金捷,钟燕. 航空制造技术. 2012(05)
[10]新型β-γTiAl合金的研究进展[J]. 陈玉勇,张树志,孔凡涛,刘祖岩,林均品. 稀有金属. 2012(01)
博士论文
[1]高Nb-TiAl合金中有序ω相相变规律的研究[D]. 宋霖.北京科技大学 2015
[2]Ti-45Al-10Nb合金的粉末冶金法制备与组织性能研究[D]. 李学问.哈尔滨工业大学 2015
[3]高Nb-TiAl合金高温变形及组织性能研究[D]. 张树志.哈尔滨工业大学 2013
[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
[5]具有层片组织形态的TiAl基合金高温变形行为研究[D]. 张浩.哈尔滨工业大学 2010
[6]TiAl基合金的制备及高温变形行为研究[D]. 刘彬.中南大学 2008
硕士论文
[1]ZL114A合金热变形及热处理特性研究[D]. 张继敏.哈尔滨理工大学 2017
[2]TiAl基合金热变形行为及高温力学性能研究[D]. 王辉.中南大学 2011
本文编号：2902451
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/2902451.html
