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高铌钛铝合金定向凝固组织及其影响因素研究

作　者: 于延洲
导　师: 李永胜
学　校: 南京理工大学
专　业: 材料学
关键词: 高铌钛铝合金 定向凝固 片层取向 抽拉速率 硼元素
分类号: TG146.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


高铌TiAl合金的使用温度、高温强度、高温抗蠕变和抗氧化性能与普通TiAl合金相比都得到大幅提高,成为TiAl基高温合金的重要发展方向。但是钛铝合金的本质脆性限制了其工业化应用,定向凝固技术可控制晶粒取向,从而提高钛铝合金塑性,获得综合性能良好的高铌TiAl合金。利用电弧熔炼制备高铌钛铝合金纽扣锭,通过感应熔炼吸铸得到高铌钛铝合金试棒；在刚玉坩埚内表面涂覆Y203惰性涂层,减少高温钛铝合金熔体与坩锅的反应；设计定向凝固感应加热线圈用来熔化高铌钛铝合金试棒；通过W-Re5/26热电偶控制定向凝固时合金熔体的保温温度。定向凝固Ti-45A1-8Nb合金试棒沿抽拉方向存在四个区域：铸态区、初始区、过渡区、稳定生长区,其中稳定生长区由柱状晶组成,晶粒内片层取向与抽拉方向成0°及45°左右夹角的占大多数,少数与抽拉方向垂直。对Ti-45Al-8Nb定向凝固合金试棒进行EDS能谱分析,发现合金中主要杂质为刚玉坩埚壁上Y2O3涂层脱落进入合金熔体,缺陷为定向凝固时的显微偏析,主要为p偏析。研究抽拉速率和微量元素B对定向凝固Ti-45A1-8Nb组织的影响。在保温温度1550℃下,抽拉速率不大于20μm/s时,能得到较好的定向凝固组织；在抽拉速率为25μm/s时,出现横向晶界,得不到理想的定向凝固组织,但其组织仍为柱状晶。Ti-45Al-8Nb合金柱状晶宽度和片层间距随着抽拉速率增大而减小。保温温度及抽拉速率相同时,Ti-45A1-8Nb合金柱状晶大小随着B含量的增加而降低,晶粒细化作用较为明显,但片层间距与B含量关系不明显。随着B含量的增加,其组织中出现明显的枝晶臂。当B含量超过0.5at%后,合金试样内部出现较多的p偏析。

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属材料 > 有色金属及其合金 > 轻有色金属及其合金 > 钛
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