定向凝固Ti-46Al-2Cr-2Nb合金领先相及其生长取向与凝固进程的相关性

金属学报, 2013, 49(9): 1061-1068. doi: 10.3724/SP.J.1037.2013.00279

定向凝固Ti-46Al-2Cr-2Nb合金领先相及其生长取向与凝固进程的相关性

张元 ^1, , 李新中 ^2, , 刘国怀 ^3, , 苏彦庆 ^4, , 郭景杰 ^5, , 傅恒志 ^6,

1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨,150001

2.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨,150001

3.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨,150001

4.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨,150001

5.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨,150001

6.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨,150001

基金项目: Fundamental Research Funds for the Central Universities(HIT.NSRIF.2013002) 国家自然科学基金项目51071062,51274077和51271068,国家重点基础研究发展计划2011CB605504及中央高校基本科研业务费专项资金项目HIT.NSRIF.2013002资助 National Basic Research Program of China(2011CB605504) National Natural Science Foundation of China(.51071062,51274077 and 51271068)

关键词： TiAl合金 , 定向凝固 , 初生相 , 凝固历程

DEPENDENCE OF PRIMARY PHASE AND ITS GROWTH DIRECTION ON SOLIDIFICATION PROCESS IN DIRECTIONALLY SOLIDIFIED Ti-46Al-2Cr-2Nb ALLOY

Keywords： TiAl alloy , directional solidification , primary phase , solidification process

选择GE公司开发的Ti-46Al-2Cr-2Nb工程合金,采用Bridgman定向凝固技术,通过改变晶体生长距离(5-30 mm)的方法,研究了晶体在渐进生长过程中领先相及其生长取向的演变规律.结果发现,在固定的温度梯度(G=18 K/mm)与生长速度(v=20 μm/s)下,定向凝固初始阶段合金的领先相为β相.但随着凝固距离的增加,溶质组元Al在枝晶间的液相中富集程度逐渐增大,导致出现L+β→α包晶反应.随着凝固距离的进一步增加,α和β相的竞争生长加剧,最终导致领先相由β相转变为α相.通过EBSD分析表征了与凝固进程相关的领先相生长取向,在定向凝固初始阶段,领先相β的晶体沿其择优方向〈100〉β生长;在包晶反应过程中,凝固析出的β相和α相遵循{110}β//{0001}α取向关系,由此导致当领先相转变为α相后,晶体的生长方向偏离其择优方向〈0001〉α.

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