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利用SiO2中间层提高铝化物涂层的高温防护性能 预览
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作者 吴景佳 蒋梅燕 +3 位作者 刘敏 周宇通 蔡逸缘 伍廉奎 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期56-63,共8页
目的提高TiAl合金的抗高温氧化性能。方法采用料浆法和电沉积法在TiAl合金表面制备Al-SiO2复合涂层。通过静态空气氧化测试评价复合涂层对TiAl合金抗高温氧化性能的影响,利用X射线衍射仪分析高温氧化前后涂层物相组成,借助扫描电子显微... 目的提高TiAl合金的抗高温氧化性能。方法采用料浆法和电沉积法在TiAl合金表面制备Al-SiO2复合涂层。通过静态空气氧化测试评价复合涂层对TiAl合金抗高温氧化性能的影响,利用X射线衍射仪分析高温氧化前后涂层物相组成,借助扫描电子显微镜分析试样表面和截面微观组织和形貌。结果1000℃氧化过程中,铝化物涂层具有一定的抗高温氧化性能,氧化100 h后增重为10.44 mg/cm^2。然而其表面仍然出现了淡黄色TiO2氧化层,并且存在裂纹等缺陷,表面涂层物质在热处理过程中与基体组织发生了大量互扩散。Al-SiO2复合涂层经过100 h氧化后,表面形貌基本保持不变,未观察到裂纹等缺陷,随着SiO2中间层沉积时间延长,试样的抗高温氧化性能总体呈现上升趋势。−2 mA/cm^2下电沉积300 s制备的SiO2涂层抗高温氧化性能显著提高,其氧化增重仅为3.03 mg/cm^2。结论Al-SiO2复合涂层能够有效地提高TiAl合金的抗高温氧化性能。 展开更多
关键词 TIAL合金 电沉积 SiO2涂层 料浆法 抗高温氧化
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TiAl合金焊接裂纹控制研究进展 预览
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作者 陈国庆 张戈 +2 位作者 尹乾兴 张秉刚 冯吉才 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期115-119,共5页
新一代航空发动机追求轻量化与高性能,在发动机设计制造过程中大量新材料和异种材料被选用。TiAl合金作为一种轻质、高强的新型高温结构材料逐渐走进人们的视野,并因其优良的高温性能及抗氧化性能受到航空航天等高尖端领域学者的广泛关... 新一代航空发动机追求轻量化与高性能,在发动机设计制造过程中大量新材料和异种材料被选用。TiAl合金作为一种轻质、高强的新型高温结构材料逐渐走进人们的视野,并因其优良的高温性能及抗氧化性能受到航空航天等高尖端领域学者的广泛关注。由此可预见,TiAl合金将成为一种重要的工程材料,因此迫切需要对TiAl合金的焊接问题进行研究,推进其工业化应用。TiAl合金虽然高温性突出,但其室温塑性差,极易产生焊接裂纹,该问题在熔化焊中尤为明显。此外,TiAl合金是一种脆性材料,在快速加热冷却的焊接热循环条件下,接头组织不仅易硬化,变形能力和断裂韧性降低,而且焊接区会形成较大的热致应力,引发接头开裂。鉴于TiAl合金焊接性较差,焊接裂纹的控制成为其焊接研究的重点。目前,TiAl合金焊接裂纹控制方法主要包括钎料成分设计、交替纳米镀层、大电流焊接、中间层金属设计、焊前预热及焊后热处理等。钎料成分设计、交替纳米镀层和中间层金属设计通常用于钎焊、扩散焊等非熔化焊接,这些方法能够降低焊接残余应力,减少脆性相的生成,但接头性能受填充金属的限制。大电流焊接和焊前预热及焊后热处理多用于TiAl合金熔化焊接,较大的热输入和高温停留时间能够促进接头的相转变,并且有利于焊接残余应力的释放,但也会导致焊缝晶粒粗大等问题,焊接工艺还有待进一步优化。本文系统地介绍了TiAl合金焊接裂纹的成因及裂纹控制研究进展,重点对不同裂纹控制方法的适用范围和特点进行了分析,以建立焊接接头组织与力学性能的联系,最后对TiAl合金焊接研究方向提出了建议。 展开更多
关键词 TIAL合金 焊接技术 焊接裂纹 显微组织 力学性能
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TiAl及TiAl-9Nb合金抗热腐蚀性能研究
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作者 李涌泉 耿桂宏 +2 位作者 李宁 董福元 侯俊峰 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期571-576,共6页
研究了TiAl及TiAl-9Nb合金在850℃下25%NaCl+75%Na2SO4(质量分数)熔盐中的热腐蚀行为,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)分析了腐蚀产物膜的结构和相组成。结果表明:TiAl和TiAl-9Nb合金的腐蚀产物均主要由TiO2, A... 研究了TiAl及TiAl-9Nb合金在850℃下25%NaCl+75%Na2SO4(质量分数)熔盐中的热腐蚀行为,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)分析了腐蚀产物膜的结构和相组成。结果表明:TiAl和TiAl-9Nb合金的腐蚀产物均主要由TiO2, Al2O3和少量的TiS组成,腐蚀产物膜结构疏松,容易剥落,对基体的保护性很差。在热腐蚀过程中, NaCl对TiAl和TiAl-9Nb合金的表面氧化膜造成了破坏,生成的Cl2导致了表面氧化膜的开裂;继而O和S对TiAl合金中的α2相、 TiAl-9Nb合金中的β相产生了内氧化、内硫化的选择性腐蚀。与普通TiAl合金相比, TiAl-9Nb合金具有更优异的抗热腐蚀性能,这归因于TiAl-9Nb合金中β相较高的Al含量以及β相与α2相之间组织结构的差异。 展开更多
关键词 TIAL合金 TiAl-9Nb合金 热腐蚀 熔盐
表面纳米化对钛合金与钛铝合金扩散连接影响的研究
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作者 王晓晨 付雪松 +1 位作者 陈国清 周文龙 《热加工工艺》 北大核心 2019年第9期27-30,共4页
通过喷丸处理在TC11钛合金表层获得纳米晶,分别对TiAl合金与TC11钛合金、表面纳米化TC11钛合金在不同连接温度下进行扩散连接。利用透射电镜、扫描电镜、电子探针进行组织与元素分析,测试接头的剪切强度。实验结果表明,经过喷丸后TC11... 通过喷丸处理在TC11钛合金表层获得纳米晶,分别对TiAl合金与TC11钛合金、表面纳米化TC11钛合金在不同连接温度下进行扩散连接。利用透射电镜、扫描电镜、电子探针进行组织与元素分析,测试接头的剪切强度。实验结果表明,经过喷丸后TC11钛合金在表层获得厚度为20μm的纳米晶。表面纳米化处理有利于促进扩散中间层的增长,降低最佳扩散连接温度。扩散中间层的厚度对接头剪切强度与断裂方式有较大的影响。钛合金经表面纳米化后,扩散中间层厚度为1.7μm时,剪切强度最高。 展开更多
关键词 扩散连接 表面纳米化 TC11钛合金 TIAL合金
发动机用TiAl表面双辉等离子制备W-Mo合金层及其高温氧化行为
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作者 张清郁 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期147-150,共4页
目前采用双辉等离子表面合金化技术在TiAl合金表面制备W-Mo涂层的研究不多。通过SEM与XRD等测试手段,研究双辉等离子表面合金化技术在TiAl基体表面制得的W-Mo合金涂层在780℃温度下的氧化行为。研究结果表明:W-Mo改性合金在初期氧化阶... 目前采用双辉等离子表面合金化技术在TiAl合金表面制备W-Mo涂层的研究不多。通过SEM与XRD等测试手段,研究双辉等离子表面合金化技术在TiAl基体表面制得的W-Mo合金涂层在780℃温度下的氧化行为。研究结果表明:W-Mo改性合金在初期氧化阶段快速氧化增重,经过100 h氧化后,试样增重5.2 mg/cm2,有效改善了TiAl基体的高温抗氧化性能。W-Mo合金涂层对氧气扩散起到阻碍作用,使TiAl基体抗高温氧化性能获得显著提升。氧化处理后合金涂层表面未发生改变,形成了致密、均匀的氧化膜层。TiAl基体经100 h氧化后表面氧化膜主要是一种柱状晶结构,TiAl基体氧化产物包括金红石型TiO2以及刚玉2种成分。 展开更多
关键词 TIAL合金 W-Mo合金涂层 氧化行为 氧化膜 高温氧化行为
挤压态Ti-46Al-(V,Cr,Ni)合金的高温变形行为
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作者 关红 朱海峰 +3 位作者 孔凡涛 邰清安 王晓鹏 陈玉勇 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期158-164,共7页
采用热/力物理模拟的方法,分析了挤压态Ti-46Al-(V,Cr,Ni)合金的热变形行为及组织演变,获得了热加工窗口,并根据计算分析得到的能量耗散效率和失稳判据,建立了挤压态Ti-46Al-(V,Cr,Ni)合金的热加工图。随着热变形温度的升高,合金组织中... 采用热/力物理模拟的方法,分析了挤压态Ti-46Al-(V,Cr,Ni)合金的热变形行为及组织演变,获得了热加工窗口,并根据计算分析得到的能量耗散效率和失稳判据,建立了挤压态Ti-46Al-(V,Cr,Ni)合金的热加工图。随着热变形温度的升高,合金组织中再结晶γ晶粒尺寸逐渐增加,γ晶粒的体积分数先增加后减少,而α2/γ层片晶团的体积分数与γ晶粒呈相反的趋势。过低或过高的变形温度均会对变形组织均匀性产生不利影响。综合考虑热加工窗口、热加工图、合金组织的研究结果,确定挤压态Ti-46Al-(V,Cr,Ni)合金的最佳热变形工艺条件为(1160~1220℃)/(0. 004~0. 02 s-1)。 展开更多
关键词 TIAL合金 挤压 热变形行为 组织演变 热加工图 变形温度
TiAl合金表面阴极微弧沉积Al2O3陶瓷涂层的生长过程与相组成
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作者 王少青 谢发勤 +2 位作者 吴向清 陈连阳 周恺 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3883-3888,共6页
利用阴极微弧沉积技术在预处理后的TiAl合金表面制备了Al2O3陶瓷涂层,研究了涂层的生长过程和相组成。采用扫描电子电镜(SEM、EDS)、透射电子电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法,对Al2O3涂层的生长过程中的微观形貌、组织成分以及晶体结... 利用阴极微弧沉积技术在预处理后的TiAl合金表面制备了Al2O3陶瓷涂层,研究了涂层的生长过程和相组成。采用扫描电子电镜(SEM、EDS)、透射电子电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法,对Al2O3涂层的生长过程中的微观形貌、组织成分以及晶体结构的演变进行了研究与分析。结果表明,TiAl合金表面阴极微弧沉积过程中,在阴极表面发生非晶态Al(OH)3的吸附、脱水烧结形成Al2O3陶瓷涂层的沉积。Al2O3涂层生长分前期I、中期II和后期III 3个阶段,前期起弧阻挡层被击穿,涂层生长较慢、组织致密且与基体结合良好;反应中期涂层生长较快,Al(OH)3不断吸附和脱水烧结,涂层结晶度提高;反应后期涂层生长速度变缓,表层组织疏松、多孔,相组成为87.5%的α-Al2O3和12.5%的γ-Al2O3。 展开更多
关键词 阴极微弧沉积 TIAL合金 微观组织结构演化 结晶度
TiAl合金高温疲劳小裂纹与长裂纹扩展行为
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作者 焦泽辉 于慧臣 +2 位作者 董成利 鲁原 高帆 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期538-544,共7页
采用原位观察疲劳试验方法研究了变形TiAl合金在650℃下的三维小裂纹扩展行为,利用传统疲劳裂纹扩展试验方法研究了该合金在650~800℃温度范围内的长裂纹扩展行为。结果显示,650℃下,变形TiAl合金的三维小裂纹在低于长裂纹扩展门槛值的... 采用原位观察疲劳试验方法研究了变形TiAl合金在650℃下的三维小裂纹扩展行为,利用传统疲劳裂纹扩展试验方法研究了该合金在650~800℃温度范围内的长裂纹扩展行为。结果显示,650℃下,变形TiAl合金的三维小裂纹在低于长裂纹扩展门槛值的区域依然能够扩展,并且扩展速率高于长裂纹;位于试样棱边的横向机械加工刻痕是合金三维小裂纹萌生的主要位置之一,小裂纹在扩展过程中发生偏折并在偏折处合并,合金的疲劳寿命对试样表面的不规则条状加工缺陷不敏感;在650~800℃温度范围内,合金的疲劳长裂纹稳态扩展速率对温度变化不敏感,裂纹扩展过程均显示为解理断裂,裂纹扩展门槛值受韧/脆转变温度影响,韧/脆转变温度以下温度的门槛值较低。 展开更多
关键词 TIAL合金 原位观察 小裂纹 疲劳裂纹扩展
Be元素对TiAl合金铸态组织及硬度的影响 预览
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作者 杨慧敏 温宝山 +2 位作者 季维 骆良顺 乔春玉 《化学工程师》 CAS 2019年第2期5-8,共4页
本文利用非自耗电弧熔炼设备制备了Ti-xAl-yBe(x=43,45,47,49;y=1,3,5,7,9)三元合金,对其铸态组织的演化规律及其硬度进行了研究。研究发现,当Be含量为1at.%时,随着Al含量的增加,其铸态组织演化过程如下:粗大的板条脆硬相→混合组织(粗... 本文利用非自耗电弧熔炼设备制备了Ti-xAl-yBe(x=43,45,47,49;y=1,3,5,7,9)三元合金,对其铸态组织的演化规律及其硬度进行了研究。研究发现,当Be含量为1at.%时,随着Al含量的增加,其铸态组织演化过程如下:粗大的板条脆硬相→混合组织(粗大的板条脆硬相+枝晶组织)→枝晶组织。当Be含量为9at.%时,其铸态组织由混合组织向发达的枝晶组织转变。由Ti-49Al-9Be合金的枝晶形态可知,其凝固初生相为β相。通过硬度测试可知,Al含量小于45at.%的TiAl基合金的硬度变化有逐渐减小的趋势,而Al含量大于47at.%的合金的硬度变化有逐渐递增的趋势,这主要与其凝固组织的形态和相组成有关。 展开更多
关键词 TIAL合金 Be元素 铸态组织 硬度 演化规律
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TiAl合金表面搪瓷基复合涂层与多弧离子镀NiCrAlY涂层的抗热腐蚀行为对比研究
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作者 廖依敏 丰敏 +4 位作者 陈明辉 耿哲 刘阳 王福会 朱圣龙 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期229-237,共9页
以Ti-45Al-2Mn-2Nb合金为基体,采用多弧离子镀制备NiCrAlY涂层、喷涂-烧结法制备搪瓷基复合涂层,对比研究了2种涂层以及合金基体的热腐蚀行为。热腐蚀实验温度为850℃,选用饱和盐溶液溶质成分为75%Na2SO4+25%NaCl (质量分数),涂盐量为1.... 以Ti-45Al-2Mn-2Nb合金为基体,采用多弧离子镀制备NiCrAlY涂层、喷涂-烧结法制备搪瓷基复合涂层,对比研究了2种涂层以及合金基体的热腐蚀行为。热腐蚀实验温度为850℃,选用饱和盐溶液溶质成分为75%Na2SO4+25%NaCl (质量分数),涂盐量为1.5~2.5 mg/cm2。研究结果表明,合金基体完全不具备抗热腐蚀能力,表面形成的氧化膜疏松多孔,且极易剥落;NiCrAlY涂层表面生成的保护性Al2O3膜提高了合金的抗热腐蚀能力,然而涂层与基体间严重的互扩散及Al2O3膜与熔盐的碱性溶解使得NiCrAlY涂层逐渐失效,热腐蚀60 h即出现氧化膜的剥落;而搪瓷基复合涂层在熔盐环境中只发生了轻微的物理溶解,具有极高的热稳定性及较低的热腐蚀速率,有效地阻隔了腐蚀性离子的入侵,抗热腐蚀性能优异。 展开更多
关键词 搪瓷涂层 热腐蚀 NICRALY涂层 TiAl合金
铝酸盐溶液对TiAl合金微弧氧化膜生长和膜层特性的影响 预览
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作者 李夕金 薛文斌 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期97-103,共7页
目的改善TiAl合金表面结构,提高其力学性能。方法利用微弧氧化(MAO)方法,在NaAlO2电解液中制备了TiAl合金表面的陶瓷膜,分析微弧氧化过程中不同阶段的膜层生长特点,并研究铝酸盐溶液对微弧氧化膜生长速率的影响。通过硬度测试和显微划... 目的改善TiAl合金表面结构,提高其力学性能。方法利用微弧氧化(MAO)方法,在NaAlO2电解液中制备了TiAl合金表面的陶瓷膜,分析微弧氧化过程中不同阶段的膜层生长特点,并研究铝酸盐溶液对微弧氧化膜生长速率的影响。通过硬度测试和显微划痕测试方法,评价膜层对基体硬度的影响和膜/基结合力的变化。利用扫描电子显微镜(SEM)分析不同厚度膜层的结构,结合能谱仪(EDS)分析膜层中元素的分布变化。使用X射线衍射仪(XRD)分析膜层相结构的变化。结果铝酸盐溶液中微弧氧化膜的厚度随着微弧氧化时间增加,可以达到57μm。微弧氧化过程分为明火花和暗火花生长两个阶段:前30min是明火花生长阶段,生长速率可达1μm/min;后续时间为暗火花生长阶段,生长速率约为0.23μm/min。膜层包括致密内层和疏松外层。致密层中孔隙较少,Al、Ti含量较低;外层有较大的孔隙,Al含量较高,Ti含量较低。扫描电子显微镜结果显示,膜的内层与基体结合良好。显微划痕实验测得膜/基结合力达到45N。陶瓷膜的相成分是Rutile-TiO2和Al2TiO5,且随着膜层变厚,Al2TiO5的相对含量上升。陶瓷膜的显微硬度随着膜厚度的增加而增加,120min膜的显微硬度值可达1450HV,是基体硬度的3倍多。结论在NaAlO2中对TiAl合金进行微弧氧化处理,可以制备55μm的陶瓷层。该膜层与基体间有优异的结合力,可以有效改善基体的表面结构,提高材料的硬度,改善其耐磨性能。 展开更多
关键词 TIAL合金 微弧氧化 液相等离子沉积 铝酸盐溶液 结构 硬度
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占空比对TiAl合金表面阴极微弧沉积Al2O3涂层的影响研究 预览
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作者 王少青 吴向清 谢发勤 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期232-238,共7页
目的通过调整实验工艺,研究占空比对TiAl合金表面阴极微弧沉积过程的影响规律和作用机制。方法对TiAl合金进行预处理后,在不同占空比条件下,于Al(NO3)3电解液中制备阴极微弧沉积Al2O3陶瓷涂层。采用电子扫描电镜(SEM)、元素能谱分析(EDS... 目的通过调整实验工艺,研究占空比对TiAl合金表面阴极微弧沉积过程的影响规律和作用机制。方法对TiAl合金进行预处理后,在不同占空比条件下,于Al(NO3)3电解液中制备阴极微弧沉积Al2O3陶瓷涂层。采用电子扫描电镜(SEM)、元素能谱分析(EDS)、透射电子电镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)等分析测试技术,对不同陶瓷涂层的微观组织结构和成分进行了分析,并使用涡流测厚仪、表面轮廓仪、维氏硬度计和划痕仪等材料性能测试设备,对涂层厚度、粗糙度、硬度、结合强度等力学性能进行了表征。结果在沉积过程中,占空比主要影响试样表面非晶态Al(OH)3的沉积吸附和脱水烧结以及晶体Al2O3的形成。随占空比增加,陶瓷涂层内部晶体结晶度提升,表面缺陷和微裂纹减少,均匀性、致密性和表面硬度均有所提高,厚度和结合强度先增加后降低,而表面粗糙度则呈现先降低后增加的趋势。结论占空比为30%时,涂层表面缺陷较少,与基体结合良好,涂层晶格条纹整齐,由α-Al2O3、γ-Al2O3和少量金红石相rutile-TiO2以及非晶相的Al(OH)3组成,α-Al2O3质量分数为89.0%,涂层厚度为47μm,表面粗糙度为1.0μm,结合强度为72N,硬度为1010MPa(HV200)。 展开更多
关键词 阴极微弧沉积 TIAL合金 AL2O3陶瓷涂层 占空比 微观结构 结晶度
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脉冲电流参数对内燃机用Ti-44.5Al-3Nb-0.8Si合金凝固组织演变的影响
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作者 杜少杰 李扬 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1043-1046,共4页
采用脉冲电流方法处理Ti-44.5Al-3Nb-0.8Si合金熔体的凝固过程,并测试不同脉冲电流条件下合金凝固组织性能,对组织结构的变化过程进行了深入分析。实验结果表明:当电流密度与频率都升高后,生成了互相垂直的枝晶结构,以及具有bcc晶体结... 采用脉冲电流方法处理Ti-44.5Al-3Nb-0.8Si合金熔体的凝固过程,并测试不同脉冲电流条件下合金凝固组织性能,对组织结构的变化过程进行了深入分析。实验结果表明:当电流密度与频率都升高后,生成了互相垂直的枝晶结构,以及具有bcc晶体结构的β组织。随着电流密度增加,合金一次枝晶距离发生先降低后升高,最小值发生在电流密度为64 mA/mm^2时;当脉冲电流频率上升后,形成了距离更小的一次枝晶。脉冲电流下合金中形成了许多片层组织。当电流密度升高后,α2/γ相的片层间距发生了先降低后升高;提高脉冲电流频率会引起α2/γ组织的片层间距降低的现象,脉冲电流可以使TiAl合金形成更加细化的片层并提升均匀性。 展开更多
关键词 脉冲电流 TIAL合金 组织演变 凝固 片层取向
反应合成层状多孔TiAl复合板材的组织演变 预览
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作者 李学问 刘刚 +2 位作者 索转霞 魏博鑫 房文斌 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第5期34-38,共5页
以纯Ti箔、纯Al粉、纯Nb粉为原材料,首先采用粉末冶金工艺制备Al-Nb复合箔材,再采用箔箔冶金工艺制备层状多孔TiAl合金板材。研究结果表明:真空热压后,Ti/Al-Nb复合板材无新相生成,Ti箔与Al-Nb复合箔材结合方式为机械结合,板材厚度均匀... 以纯Ti箔、纯Al粉、纯Nb粉为原材料,首先采用粉末冶金工艺制备Al-Nb复合箔材,再采用箔箔冶金工艺制备层状多孔TiAl合金板材。研究结果表明:真空热压后,Ti/Al-Nb复合板材无新相生成,Ti箔与Al-Nb复合箔材结合方式为机械结合,板材厚度均匀。分步热处理后的薄板由Al 3Nb、TiAl 3、TiAl 2、TiAl、AlNb 2和Ti 3Al六种相层组成,其中TiAl相层厚度约为100μm,Ti 3Al相层厚度约为12μm,(Ti,Nb)Al 3相层厚度约为80μm,TiAl 2相层厚度约为2μm。AlNb 2分布于(Ti,Nb)Al 3相层中,并在(Ti,Nb)Al 3相层中形成了不规则分布的孔洞。 展开更多
关键词 TIAL合金 粉末冶金 堆叠烧结 多孔材料
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浇注系统对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响 预览
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作者 胡海涛 张熹雯 +2 位作者 朱春雷 李胜 张继 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期53-61,共9页
采用数值模拟方法研究杆形件直径和补缩冒口结构对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据充型和凝固温度场对影响的原因进行分析。结果表明:杆形件直径由16mm增加到20mm,并进一步设计成入口处直径20mm、远端直径16mm的锥形,杆形... 采用数值模拟方法研究杆形件直径和补缩冒口结构对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据充型和凝固温度场对影响的原因进行分析。结果表明:杆形件直径由16mm增加到20mm,并进一步设计成入口处直径20mm、远端直径16mm的锥形,杆形件补缩通道被阻塞的趋势逐渐减小,用于补缩的金属液温度提高,凝固时间逐渐增长,因而补缩效果提高,杆形件缩孔缺陷水平逐渐降低;基于杆形件的锥形设计,相比无补缩冒口的杆形件,增加环形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势减弱,凝固时用于补缩的金属液温度降低,凝固时间缩短,因而补缩效果降低,缩孔缺陷水平略有提高;增加锥形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势增强,凝固时用于补缩的金属液温度提高,凝固时间增长,因而补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低。优选最佳设计进行了浇注实验,杆形件剖面最大缺陷孔隙率平均值与模拟实验的结果基本一致。 展开更多
关键词 TIAL合金 离心铸造 杆形件直径 补缩冒口结构 缩孔缺陷 数值模拟
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TiAl合金激光冲击强化表面微观形貌演变分析
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作者 陆莹 李松夏 +3 位作者 乔红超 曲楠 赵吉宾 胡太友 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期841-846,共6页
针对TiAl合金进行激光冲击强化,研究多晶体在强化过程中表面微观形貌演变,发现经过单点激光冲击的试样表面形成的凹坑中存在一些分布不均匀的凸起结构,凸起结构相对高度范围为100~300nm,凸起边缘为环状凸台;研究激光冲击能量密度对表面... 针对TiAl合金进行激光冲击强化,研究多晶体在强化过程中表面微观形貌演变,发现经过单点激光冲击的试样表面形成的凹坑中存在一些分布不均匀的凸起结构,凸起结构相对高度范围为100~300nm,凸起边缘为环状凸台;研究激光冲击能量密度对表面凸起结构的影响,发现随着激光能量密度增加凸起结构的数量明显增加,凸起相对高度有增加的趋势,同时凹坑中心平均表面粗糙度明显增加;研究搭接率为50%的多次冲击形貌变化,发现相比于单次冲击,多次冲击凸起数量明显减少,表面粗糙度略有增加,这是因为随着冲击次数增加弹性变形和塑性变形趋于一种饱和状态,弹性变形部分发生回弹。分析表面凸起结构形成机制,建立不均匀塑性变形流模型和冲击波叠加模型,激光冲击强化形成的表面形貌是2种模型相互耦合作用的结果。 展开更多
关键词 TIAL合金 激光冲击强化 凸起 微观组织 塑性变形
HIP温度和粉末粒度对PM TiAl合金组织和性能的影响
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作者 刘玉峰 刘娜 +5 位作者 郑亮 许文勇 刘杨 袁华 李周 张国庆 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期3227-3233,共7页
采用电极感应熔炼气雾化(EIGA)制粉和热等静压(HIP)固结成形制备Ti-43Al-9V-0.3Y合金。研究了热等静压温度和粉末粒度对TiAl合金显微组织和力学性能的影响。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、定量金相(QM)... 采用电极感应熔炼气雾化(EIGA)制粉和热等静压(HIP)固结成形制备Ti-43Al-9V-0.3Y合金。研究了热等静压温度和粉末粒度对TiAl合金显微组织和力学性能的影响。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、定量金相(QM)、质谱仪(MS)对样品进行了分析表征。结果表明,TiAl合金粉末主要相组成为β/B2相,经热等静压固结成形后合金主要由γ和β/B2相组成,此外两种状态的合金中都含有少量YAl2和Y2O3相。TiAl合金在1000~1260℃、150MPa、3h条件下热等静压,组织均为近γ组织。随着温度的升高,γ相尺寸增大。室温和700℃抗拉强度有一定的降低,但伸长率显著升高。在粉末粒度0~250μm范围内,粉末粒度越小,空心粉含量和Ar含量越低。将同炉3个粒度段(<53μm、53~105μm、105~250μm)的TiAl合金粉末分别经1200℃/150MPa/3h热等静压固结成形,合金显微组织和抗拉强度随粒度变化不明显,但合金高温拉伸伸长率随粉末粒度的减小而升高。 展开更多
关键词 TIAL合金 热等静压温度 粉末粒度 空心粉 显微组织 力学性能
TiAl合金高温流变行为及流动应力模型 预览
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作者 李建伟 刘浏 邹宗树 《钛工业进展》 CAS 北大核心 2019年第1期35-39,共5页
为了研究TiAl合金的热变形行为,掌握其热加工特性,采用Gleeble-1500试验机对TiAl合金在温度为1 050~1 200℃、应变速率为0. 001~1 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,获得了上述变形条件范围内的流变行为数据,建立了适于TiAl合金的本... 为了研究TiAl合金的热变形行为,掌握其热加工特性,采用Gleeble-1500试验机对TiAl合金在温度为1 050~1 200℃、应变速率为0. 001~1 s-1条件下的高温变形行为进行了研究,获得了上述变形条件范围内的流变行为数据,建立了适于TiAl合金的本构方程。结果表明:TiAl合金的流变行为对变形速率和温度敏感,在热压缩过程中TiAl合金的流动应力呈现出加工硬化和流变软化的特征。通过电子背散射衍射(EBSD)观测发现,软化机制主要是先在晶界位置发生动态再结晶,然后再结晶向晶内扩展。通过计算,TiAl合金的变形激活能为360 k J/mol。采用最小二乘法得出了TiAl合金的流动应力模型,基于此模型绘制的流变曲线与实验值吻合较好,误差小于±5%,能够对TiAl合金高温流变行为进行较为准确的预测。 展开更多
关键词 TIAL合金 热压缩 流动应力 本构方程
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β相稳定元素对TiAl合金高温变形行为的影响 预览
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作者 马腾飞 陈瑞润 《钛工业进展》 CAS 北大核心 2019年第1期40-43,共4页
利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Ti-44Al、Ti-44Al-6Nb和Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金在1 100~1 250℃和0. 01 s-1条件下的热变形行为。研究结果表明,添加β相稳定元素可降低TiAl合金的流变应力,在相同变形条件下Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合... 利用Gleeble-1500D热模拟试验机研究了Ti-44Al、Ti-44Al-6Nb和Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金在1 100~1 250℃和0. 01 s-1条件下的热变形行为。研究结果表明,添加β相稳定元素可降低TiAl合金的流变应力,在相同变形条件下Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金具有更低的峰值应力。高温变形时,TiAl合金主要发生片层弯曲和拉长协调变形,以及片层团晶界处动态再结晶和B2相协调变形。动态再结晶程度随着变形温度的升高以及β相稳定元素含量的提高而增加,B2相协调变形和促进动态再结晶是TiAl合金的主要软化方式。添加β相稳定元素和控制B2相含量能有效改善TiAl合金热加工性能。 展开更多
关键词 TIAL合金 高温变形 β相稳定元素 微观组织
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无压烧结制备TiAl合金的致密化工艺研究
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作者 李俊涛 郝彦君 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期87-91,共5页
以Ti-48Al-2Cr-2Nb预合金粉末为主要原料,进行冷等静压结合无压烧结制备TiAl合金的致密化工艺研究。重点研究预合金粉末粒径、烧结气氛以及其他元素粉末掺杂对TiAl合金显微组织及力学性能的影响,确定最优的工艺参数。结果表明:在800... 以Ti-48Al-2Cr-2Nb预合金粉末为主要原料,进行冷等静压结合无压烧结制备TiAl合金的致密化工艺研究。重点研究预合金粉末粒径、烧结气氛以及其他元素粉末掺杂对TiAl合金显微组织及力学性能的影响,确定最优的工艺参数。结果表明:在800°C以内烧结时,通氢气气氛能显著降低合金的氧化程度;在合金粉中掺杂少量的Al粉能够显著提高合金的致密度,使其具有良好的综合力学性能。 展开更多
关键词 TIAL合金 无压烧结 冷等静压 室温塑性
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