W對含鈮TiAl合金組織與力學性能的影響.doc

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1、W對含鈮TiAl合金組織與力學性能的影響TiAl基金屬間化合物已成為重要的新型高溫結構材料之一，由于其低密度、高溫高強度、高硬度以及良好的抗氧化性等突出優(yōu)勢，具備了廣闊的應用前景與發(fā)展?jié)摿?。但其室溫脆性大、室溫加工性差、室溫與高溫性能之間匹配性不良等問題，極大地制約了TiAl基合金的實際應用。TiAl基合金的性能對微觀組織非常敏感，研究表明：細小的全片層組織或雙態(tài)組織具有良好的綜合力學性能。因此，調(diào)整合金的微觀組織是獲得良好的綜合性能的重要方法，而添加微合金化元素來改變顯微組織則是其中重要的手段之一。W是強β相穩(wěn)定元素，對合金的組

2、織與性能有重要影響。本文對3種不同鎢含量的TiAl合金經(jīng)過熱等靜壓以后的顯微組織與其力學性能之間的關系進行了討論。實驗所用材料經(jīng)二次真空電弧重熔，然后利用冷壁坩堝磁懸浮熔煉爐在保護性氣氛中制成Φ20mm的鑄錠。隨后進行熱等靜壓處理，(熱等靜壓制度：氬氣保護，1260℃，150MPa，4h)，其名義成分分別為：Ti-45.7Al-5Nb-0.75W-1.4B（0.75W），Ti-45Al-5Nb-1W-1.4B（1W），Ti-45.1Al-5Nb-1.4W-1.4B（1.4W）。采用圓柱狀拉伸和持久試樣，測試部分尺寸為Φ3.99mm

3、×23mm。室溫和高溫拉伸實驗在WDW-3100微機控制電子萬能試驗機上進行，應變速率為0.7×10-4/s，高溫拉伸溫度為700℃。在RDW5050型電子式蠕變持久試驗機上進行700℃的持久實驗。隨W含量的增加，B2相的尺寸和數(shù)量呈拋物線增加的趨勢，主要分布于界面及晶界的交角處，對α2相與γ相片層及晶團起到了很好的釘扎作用，細化了片層間距及晶粒尺寸，添加1%W時細化效果最好。隨W含量的增加，合金的室溫及高溫強度呈上升趨勢，1.4%W時達到最大值；伸長率隨W含量的增加先升高后降低。W含量相同時，其室溫和高溫強度相差50～70MPa

4、，而其室溫與高溫伸長率相差不大。隨W含量的增加，鋼鐵合金中等軸γ相的尺寸和數(shù)量呈逐漸增加趨勢，TiAl基合金相對應的持久壽命隨之下降