渗硅tial基合金抗高温氧化性能研究

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文渗硅TiAl基合金抗高温氧化性能研究摘要TiAI基合金密度低，比强度、比刚度高，且在高温下保持较高的强度和刚度，是很有前景的高温结构材料。室温塑性差的问题已通过添加合金元素和显微组织调控等手段基本得到解决，但是抗高温氧化性能的不足，使其可应用温度受到限制，并严重影响其力学性能，因此通过改善TiAI基合金的高温抗氧化性能可更大限度地发挥其性能优势，固体渗硅是一种工艺简便且行之有效的方法。本文研究了渗硅TiAl基合金的渗层结构以及在应力应变和高温氧化交互作用下的性能。结果如下：l、TiAl基合金渗硅处理后形成的主要由A1203和Ti5si3组成的复合渗层，可有效保护

2、TiAI基体的高温氧化。2、渗硅TiA

3、基合金在900。C和室温分别经不同变形量压缩后，其优异的抗高温氧化性能仍可不同程度保持下来：a)高温小变形后，渗层内部以及渗层与基体之间不开裂、不剥落，其优异的抗高温氧化性能不受影响，并且可承受一定量的应变；b)高温大变形后，由于循环热应力的作用渗层的外侧产生剥落，但是靠近基体的渗层未遭到破坏，与基体结合良好，可减缓基体氧化，表现出良好的抗氧化性能；T太原理工大学硕士研究生学位论文c1室温小变形后，由于内应力和热应力的作用渗层产生微裂纹并有少量氧化，但是残余的Ti5Si3层和形成的富A1203层以及与未开裂的渗层共同阻止基体氧化，使渗硅TiAl基合金也

4、表现出较优异的抗高温氧化性能；d1室温大变形后，渗层遭到一定程度的破坏，但是残存的微量的Ti，Si，以及富Al区在氧化时生成的具有自愈能力的A1203氧化膜，很大程度降低基体的氧化，与未处理TiAI基合金相比，其抗氧化性能仍要好的多。3、渗硅TiAl基合金在900。C比未处理的TiAI基合金在900。C表现出较高的弯曲强度。上述结果表明，在材料实际应用中所允许的变形范围内，渗硅层与基体结合良好，渗硅TiAl基合金具有优异的耐应力应变和高温氧化交互作用的综合性能。关键词：TiAI基合金，渗硅，形变，高温氧化●÷董▲太原理工大学硕士研究生学位论文STUDYoNTHECYCLICOXIDATIoN

5、RESISTANCEoFTHESILICONIZEDTIAL．BASEDALLOYABSTRACTTiAl-basedalloyshaveattractedmuchscientificresearchinterestasidealcandidatematerialsforhightemperaturestructuralapplicationsduetotheirlowdensity,highspecificstrength，highspecificstiffnessandhightemperaturestrengthratio．Theproblemofpoorductilityofthes

6、ematerialsatroomtemperaturehasbeenmostlysolvedbyalloyingandmicrostructurecontrolling．However,theinsufficientoxidationresistancelimitstheirjapplicabletemperature，whichalsoseriouslyreducestheirmechanicalproperties．ThusthepotentialpropertiesofTiAl一basedalloyscouldbedisplayedtosomeextentintheapplicatio

7、niftheirhightemperatureoxidationresistancecanbefurtherimproved．Packsiliconizingisoneofconvenientandeffectivemethodsinimprovingtheoxidationresistance．ThemicrostructureofthesiliconizedTiAl-basedalloysandthepropertiesattheinteractionbetweenstress--strainandhigh--temperatureoxidationhavebeenstudiedinth

8、ispaper．Theresultsareasfollows．1、ThecyclicoxidationresistanceofTiAl一basedalloywaseffectivelyIIIimprovedbyformingthecompositecoatingbysiliconizing．ThecompositecoatingismostlycomposedofAl203andTisSi32、Theexce