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组织结构对片层TiAl合金氧化行为影响

刘杰 , 薛祥义 , 杨劼人 , 寇宏超 , 李金山 , 胡锐

稀有金属材料与工程

以Ti-48A1-2Cr-2Nb(at%)合金为研究对象,通过热处理获得近片层和全片层两种显微组织,并在800℃空气条件下,进行了100 h的抗氧化性实验.利用OM、SEM、TEM、XRD和EDS对试样的微观结构、相组成及微区成分进行了分析.恒温氧化动力学结果表明:在800℃空气条件下,对于近片层和全片层两种TiAl合金组织,其恒温氧化动力学曲线符合近抛物线规律,且近片层组织合金的抗氧化性能优于全片层组织.基于氧化动力学曲线、组织结构、氧化膜结构、氧化表面形貌分析,表明TiAl合金的片层组织结构对其氧化行为具有不可忽视的影响.

关键词: TiAl合金 , 显微组织 , 片层结构 , 氧化行为

TB6钛合金β热处理晶粒生长及片层转变行为

邬桑 , 欧阳德来 , 鲁世强 , 余志川 , 崔霞

材料热处理学报

研究了TB6钛合金β热处理过程中的β晶粒生长及片层结构形成.结果表明,TB6钛合金经β固溶后随不同冷速形成全β组织和(α+β)片状组织.淬火形成的全β组织β晶界平直,晶粒呈等轴状.缓冷下形成的片状组织中原始β晶粒内包含多个α集束,集束间取向各异,集束内α片彼此平行.β晶粒尺寸随保温时间和加热温度增加而增加.β晶粒尺寸与保温时间满足幂函数关系.随冷却速度降低,片层厚度基本呈线性增加,而集束尺寸先快速增加,后增加缓慢.

关键词: TB6钛合金 , β热处理 , β晶粒 , 片层结构

全片层组织TiAl-Nb合金的高温氧化行为及氧化层结构表征

刘杰 , 薛祥义 , 杨劼人

稀有金属材料与工程

以Ti-42Al-8Nb-0.2W-0.1Y(at%)合金为研究对象,通过热处理获得全片层组织,片层团尺寸约为85 μm,在900℃空气条件下,对合金进行了100 h的抗氧化实验,主要研究了该TiAl-Nb合金的高温抗氧化行为,并对氧化层的结构、成分及形成过程进行了深入分析.利用OM、SEM、XPS、XRD、和EDS对试样的微观结构、相组成及微区成分进行表征.结果表明:在900℃空气条件下,具有全片层组织的TiAl-Nb合金,其恒温氧化动力学曲线符合近抛物线规律;长时氧化后,合金表面生成了结晶状颗粒氧化物,为TiO2和Al2O3的混合物;氧化层主要由外表面氧化层、中间过渡层和基体层构成,氧化膜完整厚度大约为6μm.由此可知,添加了合金元素且具有小尺寸片层团组织的TiAl合金在900℃高温时,具有较好的抗氧化性能.

关键词: TiAl合金 , 显微组织 , 片层结构 , 氧化行为

TiAl合金片层组织的形成与细化工艺及其机理研究

孙涛 , 王清 , 耿明 , 孙东立 , 武高辉

材料热处理学报

利用金相显微镜、扫描和透射电镜等仪器表征了TiAl合金的片层组织及结构特征,研究了Ti-48Al at%合金片层组织的形成机制和片层组织细化工艺及其机理.结果表明,Ti-48Al合金单级热处理能够得到全片层组织,平均晶粒尺寸约150μm,片层间距约1.30μm.其形成过程是:γ相在α相晶内(0001)面上通过全位错分解成核,通过不全位错滑移、层错区扩展而长大.循环热处理和双温热处理均能将片层晶粒尺寸细化到30μm,片层间距0.90μm,前者的细化机理为相变重结晶细化了α相晶粒,后者细化片层组织的关键在于低温段(α2+γ)两相区热处理形成细小的双态组织.

关键词: TiAl合金 , 片层结构 , 组织细化 , 热处理

Nb-Mo-Si共晶合金的定向凝固组织特征

李玉龙 , 张晋 , 马朝利 , 张虎

稀有金属材料与工程

采用光悬浮区熔定向凝固技术制备了Nb-Mo-Si三元共晶合金,研究了试棒旋转速度和抽拉速度对Nbss-β(Nb,Mo)5Si3共晶组织形态的影响.结果表明籽晶棒的旋转对组织形态有显著影响,而料棒的旋转对组织形态的影响并不明显.当抽拉速度是5 mm/h,籽晶棒不旋转时,得到了规则的Nbss-β(Nb,Mo)5Si3片层结构;而当籽晶棒旋转时,试棒中心处为先析出的球状Nbss和规则片层组织,沿径向向外,规则的片层组织逐步转变成不规则的碎块状组织.当籽晶棒不旋转,抽拉速度是1 mm/h时,组织为不规则共晶组织,Nbss倾向于连成网状;当抽拉速度是3~5 mm/h时,形成典型的规则片层组织;当抽拉速度是10 mm/h时,具有片层组织的柱状晶和胞状晶共存.此外,从液/固界面特性及过冷度的角度对组织多样性进行了讨论.

关键词: 铌硅合金 , 定向凝固 , 片层结构 , 非小平面-小平面共品

Ti2AlN/Ti-48Al-2Cr-2Nb复合材料在900°C的组织稳定性

刘懿文 , 胡锐 , 张铁邦

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64095-5

采用XRD、OM和TEM等方法对原位合成Ti2AlN/Ti?48Al?2Cr?2Nb复合材料在900°C时效过程中的组织稳定性进行研究,并与未增强的Ti?48Al?2Cr?2Nb合金进行对比分析。研究结果发现,在TiAl合金中,α2片层变细并发生破碎,且随着时效时间的延长变得不连续。以α2板条平行分解和破碎为特征的α2片层向γ的分解导致片层结构退化。而在复合材料中,在900°C时效100 h,片层结构保持相对稳定。除了片层平行分解和细小的氮化物沉淀外,没有发现α2片层破碎。复合材料较好的组织稳定性主要与α2/γ界面上的Ti2AlN颗粒沉淀有关。Ti2AlN相的析出对延缓复合材料基体片层组织粗化具有重要作用。

关键词: TiAl复合材料 , Ti2AlN , 组织稳定性 , 片层结构 , 沉淀

TC4-DT钛合金不同片层结构疲劳裂纹扩展行为研究

郭萍 , 赵永庆 , 曾卫东

稀有金属

主要讨论了TC4-DT钛合金不同片层结构的疲劳裂纹扩展行为.通过不同的热处理工艺获得不同的组织结构参数,例如片层宽度和集束尺寸.结果表明,在保证合金力学性能的条件下,β相区空冷获得的组织具有较好的疲劳性能,主要归因于片层结构中裂纹尖端存在较大的塑性范围区域,并且较宽的α片层和大的集束尺寸有助于提高合金的断裂韧性和疲劳裂纹扩展阻力.

关键词: TC4-DT钛合金 , 片层结构 , 疲劳裂纹扩展

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