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1、TiA1基合金室溫塑性的影響因素及改善方法／陳子勇等·11·TiAI基合金室溫塑性的影響因素及改善方法陳子勇，吳麗娟，周峰，宮子琪，柴麗華，相志磊，聶祚仁(北京工業(yè)大學材料科學與工程學院，北京1OO124)摘要TiAl基合金因其低密度、高的彈性模量和比強度以及高溫抗氧化性等特點而受到廣泛的關注，成功應用于航空航天以及汽車工業(yè)等領域。但其較低的室溫塑性限制了常溫條件下的應用。主要討論了TiA1基合金的室溫脆性的影響因素，提出了解決室溫脆性的方法，為改善合金的室溫塑性提供了理論依據(jù)。關鍵詞TiAl塑性脆性微觀組
2、織中圖分類號：TG146．2文獻標識碼：ATheEffectFactorsandtheImprovementWaysofRoomTemperatureDuctilityforTiAIBasedAlloyCHENZiyong，WULijuan，ZHOUFeng，GONGZiqi，CHAILihua，XIANGZhilei，NIEZuoren(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124)A
3、bstractTiA1basedalloyshavereceivedwidespreadattentionbecauseoftheirlowdensity，highelasticmodu—lusandstrengthandhigh-temperatureoxidationresistancecharacteristics，thushavebeensuccessfullyappliedinsomeareassuchastheaerospaceandautomotiveindustries．Butthelowr
4、oomtemperatureductilitylimitstheirapplicationinambienttemperatureconditions．ThebrittlenatureofTiAl-basedalloysatroomtemperaturearediscussed，propo—singmethodsforsolvingtheroomtemperaturebrittleness，whichprovidetheoreticalbasisforimprovingtheroomtemperatured
5、uctilityofthealloy．KeywordsTiAl，ductility，brittleness，microstructureTiAl基合金(TiA1基金屬間化合物)與傳統(tǒng)鈦合金及高影響因素主要有以下幾點：溫合金相比具有獨特的綜合性能，即低密度(其密度只有目(1)晶體結構尺寸對室溫塑性的影響。TiAl合金晶體結前廣泛應用的鎳基高溫合金的1／2)、高強度(其高溫力學性構中影響室溫脆性的因素主要有單胞尺寸和軸比。單胞尺能與鎳基合金相近)、高熔點和優(yōu)良的抗蠕變性能，在汽車或寸減小，位錯柏氏矢量減小，而位
6、錯線的能量與柏氏矢量的航空發(fā)動機的高溫部件，如排氣閥和增壓渦輪、壓氣機葉片平方成正比，能量的降低即意味著位錯的可動性增加，變形等方面有較大應用潛力，特別是在航空高溫結構材料方面，的可能性增大。軸比減小到趨近于1時，不僅能增加晶體結TiAl基合金是替代鎳基高溫合金的候選材料，成為具有重要構的對稱性和變形協(xié)調性，同時還能降低層錯能。Kawaba—應用前景的輕型高溫材料之一[1]。近10年來，在經(jīng)過第1代taIs]計算了當軸比從0．65增加到1．5時面缺陷能量的變化，TiAl基合金(Ti一48Al一4v_O．1C
7、)以及第2代TiAl基合金當軸比小于1時，隨著軸比的增大，面缺陷能量減小，而當軸(Ti一48A1—2(Cr，Mn)一2Nb)發(fā)展的基礎上，研究者又開發(fā)出了比大于1時，隨著軸比的增大，面缺陷能量增大，即當軸比等第3代、第4代合金，通過合金化和組織控制提高了拉伸性于1時，面缺陷能量達到最小值。由此可見，單胞尺寸和軸能、斷裂韌性、蠕變性能以及抗氧化等性能[2]。然而，TiAl基比的減小均有利于改善TiAl合金的室溫脆性[4]，而決定合金較高的室溫脆性和較差的冷熱塑性變形能力使其在常TiA1合金單胞尺寸和軸比的主要
8、因素是原子尺寸和鍵合強溫下加工制造困難，阻礙了它的實際應用進程，常見的TjA1度。Kawabata等[5在TiAl合金中加入同一周期的不同合金基合金的室溫塑性見表1。為了改善TiAl基合金的塑性，國元素，發(fā)現(xiàn)合金軸比的變化與所加的原子尺寸密切相關，內(nèi)外開展了廣泛的研究，TiAl基合金的室溫脆性的影響因素Kawabata認為此時鍵合強度起了主要作用。因此原子尺寸以及室溫塑性的改善方法已成為學術界關注的一項重要內(nèi)和鍵
