高合金含量tial基合金显微结构和力学性能的研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要本课题针对Ti一44A1—4Nb一4Hf一0．2Si-IB这种高合金化TiM合金，研究了其通过加入1％的硼细化晶粒、并在a单相区(13100c>等温锻压后的显微结构及力学性能特点。研究中，通过电镜分析和室温拉伸及疲劳试验，对铸态合金经等温锻压后所产生的显微结构及力学性能的变化进行了定性、定量分析。研究发现，对于全片层铸态合金而言，与a+Y双相区锻压不同，a单相区的锻压会导致片层晶团尺寸的明显增大，并使a2+Y片层的平均厚度有所提高。同时也发现，Y片层在片层团中

2、所占比例有所提高，表明了锻压过程能使合金更趋于热力学稳定状态。另外，铸态合金中的大尺寸硼化物在锻压过程中得到了有效的破碎，其在合金中的分布也更均匀。结果表明，等温锻压可以使该合金的室温塑性得到明显提高的同时抗拉强度基本保持不变，这说明，n单相区的等温锻压有利于细晶TiM合金的性能提高，锻压过程对硼化物的有效破碎所起到的积极作用超过了晶团尺寸增大和片层平均厚度提高的不利影响。关键词：TiM；高合金化；等温锻压：室温性能西南交通大学硕士研究生学位论文第1

3、页AbstractAhighly—alIoyed

4、TiAlingotalloyTi一44A1-4Nb-4Hf-O．2Si—IBwasgrainrefinedbyadding1％B，andthenisothermallyforgedinasingleⅡ一phaseregion(at1310。C)．Themicrostructureandmechanicalpropertiesproducedbytheforginghavebeeninvestigatedindetailinthisproject。Thecorrespondingchangesinth

5、emicrostructureandmechanicalpropertiesoftheingotalloyhavebeencharacterizedandquantified，usingelectronmicroscopyaswellastensileandS-Nfatiguetestingtechniques．Ithasbeenfoundthat，differentfromthenormaloutcomesofU+ytwo-phaseforging，thesingea-phaseforgingha

6、scausedasignificantincreaseinthelamellarcolonysizeandanoticeableincreaseintheQ2+Ylamellarthicknessforthefullylamellaringotalloy．AlsofoundisthatamorethermodynamicalIystableconditionhasbeenreachedthroughtheforgingprocess，whichischaracterizedbyanincreased

7、voIumefractionofYlaJⅡellaeinsidethelamellarcolonies．comparedwiththeingotalloy．Anotherimportantchangeisthatthelargeborideribbonsintheingotalloyhavebeenbrokendownbytheforgingandthedistributionoftheboridesthereforebecomesmoreuniform．Asaresult，theisotherma

8、llyforgedalloyshowsasignificant西南交通大学硕士研究生学位论文第1ll页increaseinroomtemperatureductility，whiletensilestrengthsremainessentiallyunchanged．ThiSmechanicalbehaviourtendstoindicatethattheforginginthesinglea—phaseregionisstillbeneficialtothegrainrefinedTiMalloy

9、inaway，inwhichthebeneficialeffectsofbreaking／refiningboridesoutweighthedetrimentaleffectsofincreasingcolonysizeandlamellarthickness．ThepositiveimpactfromtheforgingisalsoobservedintheS-Nhigh—cyclefatigueperformance：asignificantlyhighfati