粉末冶金制备CNTS/TiAl、Mo_f/TiAl复合材料的组织和性能研究
发布时间：2020-12-25 16:41
与传统的航天,航空金属材料相比,TiAl基合金因其轻质、高强度、刚度以及优秀的抗氧化、抗蠕变性能等优点,早在上世纪七十年代起就引起了人们广泛的关注,并成为了航空发动机和汽车耐热结构件极具竞争力的材料。但是TiAl合金高温性能不足,室温韧性较低的缺点限制了它的广泛应用,因此需要进一步改善TiAl的室温韧性和高温强度。目前铸造法仍是TiAl合金的主要成型方法,但是铸造制备出的合金极易存在缩孔、缩松及偏析等铸造缺陷,且不易于添加增强体。本文利用Ti48Al2Cr2Nb合金粉、碳纳米管粉末和纯Ti箔、Al箔、钼纤维,分别通过热等静压和热压烧结方法制备出CNTS/TiAl、Ni-CNTS/TiAl复合材料和TiAl叠层材料、MofTiAl复合材料,力图通过纤维来增强TiAl基合金,并探索这两种TiAl复合材料制备工艺的可行性。通过对比分析两种纤维增强体对合金显微组织和各项力学性能（硬度、压缩、弯曲）的影响,对复合材料的强韧化机理进行了讨论。研究发现,采用热等静压法在1150℃,150MPa,4h下成功制备出了CNTS/Ti48Al2Cr2Nb复合材料。在TiAl/CNTS复...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ti-Al合金二元相图
西南交通大学硕士研究生学位论文 成，如图 1-2 分别为2相和 γ 相的晶体结构[21]。其中 γ 相是 L10结构，晶格正方点阵，a=b=0.3976nm，c=0,4049nm[22]，一个 γ 相晶胞中包含两个 Ti 原 Al 原子，Ti 原子面和 Al 原子面沿着[001]方向交替排列。2具有有序 DO1晶格参数为：a=b=0.577,c=0.462，Ti 原子和 Al 原子在（0001）面上呈密排。表 1-3 比较了 Ti 合金，γ-TiAl 合金，2-Ti3Al 合金和 Ni 基合金的典型性比可以看出，γ-TiAl 基合金对比其他三种合金具有明显更好的高温性能。使以提高到 1023-1173K，接近于 Ni 基合金，但是密度却不及 Ni 基合金的一以用来代替 Ni 基合金作为高温合金再汽车、航天、航空发动机等方面的使
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 5 页从表 1-3 中可以看出，γ 相的塑性要比2相高，但是在合金中，2相的存在可以改善 TiAl 基合金的整体性能。在受到外力时，TiAl 基合金中承担变形任务的主要是 γ 相，但是 γ 相的变形能力对固溶在其中的杂质含量特别敏感。研究发现，固溶在 γ 相晶格中的间隙原子能够阻止位错的移动，宏观上使得 γ-TiAl 合金的变形能力降低。氧和其他杂质在 相内的固溶度比 γ 相中的大，因此 TiAl 合金中的 相的存在可以大大降低γ 相中的杂质含量，从而提高 γ 相的塑性变形能力[23,24]。1.2.2 TiAl 基合金的典型组织γ-TiAl 系合金具有 4 种典型的显微组织结构，通过不同的热处理方式，可以得到全层片组织（FL），近层片组织（NL），双态组织（DP），近 γ 组织（NG）。如图 1-3是 γ-TiAl 系合金的四种典型组织[25]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiAl基合金晶粒细化重要影响因素研究进展[J]. 马权. 宝鸡文理学院学报(自然科学版). 2015(01)
[2]Y,Nb对快速凝固TiAl合金组织和性能的影响[J]. 柴丽华,陈玉勇,刘志光. 稀有金属材料与工程. 2011(11)
[3]双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究[J]. 于宏宝,陈玉勇,张德良. 稀有金属材料与工程. 2009(04)
[4]低温高能球磨Ti/Al复合粉显微组织结构演化[J]. 陈玉勇,于宏宝,张德良,孔凡涛. 稀有金属材料与工程. 2008(02)
[5]TiAl基复合材料的研究进展[J]. 黄旭,齐立春,李臻熙. 稀有金属材料与工程. 2006(11)
[6]化学镀在纳米材料表面改性中的应用[J]. 谷燕,刘贵昌. 电镀与精饰. 2005(06)
[7]镀Ni-P和Ni-N合金碳纳米管的磁性能及其复合材料的微波吸收性能[J]. 赵东林,卢振明,沈曾民. 复合材料学报. 2004(03)
[8]高铌钛铝基合金板材的高温包套轧制[J]. 缪家士,林均品,王艳丽,林志,陈国良. 稀有金属材料与工程. 2004(04)
[9]铝合金/纳米碳管/钛复合层激光合金化组织[J]. 袁晓敏,斯松华,何宜柱. 稀有金属. 2004(02)
[10]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)
博士论文
[1]高Nb-TiAl合金板材制备及组织性能研究[D]. 沈正章.北京科技大学 2016
[2]粉末冶金TiAl基合金的晶粒细化及其效应研究[D]. 罗江山.中国工程物理研究院 2014
[3]含钇的TiAl基合金显微组织及性能的研究[D]. 李宝辉.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]TiAl金属间化合物力学性质及理论机制的计算研究[D]. 高丽洁.湖南大学 2010
[2]粉末冶金TiAl基合金制备与组织性能研究[D]. 张国亮.哈尔滨工业大学 2007
[3]TiC颗粒增强TiAl金属间化合物基复合材料的制备与性能研究[D]. 公衍生.济南大学 2003
本文编号：2938025
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ti-Al合金二元相图
西南交通大学硕士研究生学位论文 成，如图 1-2 分别为2相和 γ 相的晶体结构[21]。其中 γ 相是 L10结构，晶格正方点阵，a=b=0.3976nm，c=0,4049nm[22]，一个 γ 相晶胞中包含两个 Ti 原 Al 原子，Ti 原子面和 Al 原子面沿着[001]方向交替排列。2具有有序 DO1晶格参数为：a=b=0.577,c=0.462，Ti 原子和 Al 原子在（0001）面上呈密排。表 1-3 比较了 Ti 合金，γ-TiAl 合金，2-Ti3Al 合金和 Ni 基合金的典型性比可以看出，γ-TiAl 基合金对比其他三种合金具有明显更好的高温性能。使以提高到 1023-1173K，接近于 Ni 基合金，但是密度却不及 Ni 基合金的一以用来代替 Ni 基合金作为高温合金再汽车、航天、航空发动机等方面的使
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 5 页从表 1-3 中可以看出，γ 相的塑性要比2相高，但是在合金中，2相的存在可以改善 TiAl 基合金的整体性能。在受到外力时，TiAl 基合金中承担变形任务的主要是 γ 相，但是 γ 相的变形能力对固溶在其中的杂质含量特别敏感。研究发现，固溶在 γ 相晶格中的间隙原子能够阻止位错的移动，宏观上使得 γ-TiAl 合金的变形能力降低。氧和其他杂质在 相内的固溶度比 γ 相中的大，因此 TiAl 合金中的 相的存在可以大大降低γ 相中的杂质含量，从而提高 γ 相的塑性变形能力[23,24]。1.2.2 TiAl 基合金的典型组织γ-TiAl 系合金具有 4 种典型的显微组织结构，通过不同的热处理方式，可以得到全层片组织（FL），近层片组织（NL），双态组织（DP），近 γ 组织（NG）。如图 1-3是 γ-TiAl 系合金的四种典型组织[25]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TiAl基合金晶粒细化重要影响因素研究进展[J]. 马权. 宝鸡文理学院学报(自然科学版). 2015(01)
[2]Y,Nb对快速凝固TiAl合金组织和性能的影响[J]. 柴丽华,陈玉勇,刘志光. 稀有金属材料与工程. 2011(11)
[3]双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究[J]. 于宏宝,陈玉勇,张德良. 稀有金属材料与工程. 2009(04)
[4]低温高能球磨Ti/Al复合粉显微组织结构演化[J]. 陈玉勇,于宏宝,张德良,孔凡涛. 稀有金属材料与工程. 2008(02)
[5]TiAl基复合材料的研究进展[J]. 黄旭,齐立春,李臻熙. 稀有金属材料与工程. 2006(11)
[6]化学镀在纳米材料表面改性中的应用[J]. 谷燕,刘贵昌. 电镀与精饰. 2005(06)
[7]镀Ni-P和Ni-N合金碳纳米管的磁性能及其复合材料的微波吸收性能[J]. 赵东林,卢振明,沈曾民. 复合材料学报. 2004(03)
[8]高铌钛铝基合金板材的高温包套轧制[J]. 缪家士,林均品,王艳丽,林志,陈国良. 稀有金属材料与工程. 2004(04)
[9]铝合金/纳米碳管/钛复合层激光合金化组织[J]. 袁晓敏,斯松华,何宜柱. 稀有金属. 2004(02)
[10]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)
博士论文
[1]高Nb-TiAl合金板材制备及组织性能研究[D]. 沈正章.北京科技大学 2016
[2]粉末冶金TiAl基合金的晶粒细化及其效应研究[D]. 罗江山.中国工程物理研究院 2014
[3]含钇的TiAl基合金显微组织及性能的研究[D]. 李宝辉.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]TiAl金属间化合物力学性质及理论机制的计算研究[D]. 高丽洁.湖南大学 2010
[2]粉末冶金TiAl基合金制备与组织性能研究[D]. 张国亮.哈尔滨工业大学 2007
[3]TiC颗粒增强TiAl金属间化合物基复合材料的制备与性能研究[D]. 公衍生.济南大学 2003
本文编号：2938025
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