循环热处理工艺对熔模精铸钛铝基合金组织与性能的影响

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1、制造技术研究2012年2月第1期循环热处理工艺对熔模精铸钛铝基合金组织与性能的影响孙敏杰’陈玉勇2王宝兵(1．上海航天精密机械研究所，上海201600；李宝辉’陈艳飞22．哈尔滨工业大学，哈尔滨150001)摘要：循环热处理工艺主要是通过在回火过程中的不连续粗化反应细化合金的组织，循环次数和保温时间对循环热处理的效果有明显的影响。循环热处理工艺通过细化熔模精铸Ti．48A1．2Cr-2Nb合金的组织改善了其力学性能，经过循环热处理后合金的室温最大拉应变也达到了0．68％。对合金的室温拉伸断口分析可知，热处理后合金的室温拉伸断裂方式仍以穿层片断裂为主，没有出现明显的屈服。

2、关键词：循环热处理；熔模精铸；热处理；不连续粗化；显微组织EffectsofCyclicHeatTreatmentonMicrostructuresandMechanicalProPertiesofInvestmentCastingTiAl一basedAlloySunMinjielChenYuyon92WangBaobin91LiBaohuilChenYanfei2(1．ShanghmSpaceflightPrecisionMachineryResearchInstitute，Shanghai201600；2．HarbinInstituteofTechnology,Ha

3、rbin150001)Abstract：ThetechnologyofcyclicheatUeatmentrefiningthealloysismainlybydiscontinuouscoarseningreactionthroughthetemperingprocess．Timesofcyclesandholdingtimeinthetechnologyofcyclicheattreatmenthassignificantimpactontheeffectofheattreatment．CyclicheatIreatmenttechnologyimprovesthe

4、mechanicalpropertiesofinvestmentcastingTi-48AI-2Cr-2Nballoy,throughrefiningthemicrostrueturesofthealloys．ARercyclicheattreatment．thevalueofthemaximumtensileslrainofthealloysreachedto0．68％．Accordingtocompressiontestsandfractureanalysisofmicrostmetureproducedbyheattreatment,thealloysareint

5、er-laminarfractureandtherewagnosignificantyield．Keywords：cyclicheattreatment：investmentcasting：heattreatment；discontinuouscoarseninglmicrostmcmres1引言钛铝基合金具有密度低、比强度高及高温性能优越等优点，受到研究者的青睐，近几年的研究成果也表明其具有广阔的应用前景”“j。但是钛铝基合金的应用仍存在很多困难、阻碍，一方面，钛铝基合金的机械加工难度大、制造成本高，因此需要进一步研究净尽成形技术，而熔模精密铸造将是钛铝基合金工业应用

6、的主要技术途径，尤其是制备形状复杂的结构部件；另外，钛铝基合金室温塑性差也是其工程化应用的主要限制因素，可以考虑通过合金化和热处理的方法来提高钛铝基合金的室温性能。钛铝基合金的力学性能和显微组织之间存在着非常明显的对应关系。钛铝基合金四种典型的组织中双态组织由于等轴晶较多，因而其塑性最好，但断裂韧性和蠕变抗力相对差；近片层组织其组织细小。从而表现出最高的强度，同时还具有较好的塑性；全片层组织由于晶粒和层片间距都比较大大，从而使其强作者简介：孙敏杰(1988一)，硕士，材料加工工程专业；研究方向：钛铝合金收稿日期：2012—02—1318制造技术研究航天制造技术度和塑性都

7、比较差，但由于其层片抵抗裂纹扩张的能力比较强，因而其断裂韧性以及蠕变抗力比较好：近Y组织各方面性能均不理想，对该组织进行的研究比较少【3】。本实验就是考虑通过循环热处理工艺得到近层片组织，从而提高熔模精铸钛铝基合金的室温塑性。2实验材料及方法图1循环热处理工艺曲线实验用合金的名义成分为Ti．48A1．2Cr-2Nb。型壳制备好后经900"C焙烧和200。C预热，采用水冷铜坩埚真空浇注出钛铝合金铸件，试验分析用试样取铸件直浇道圆柱的l／3r处，切取中15mm×80mm的圆柱试样，装入抽真空的石英管内，在热处理炉内进行循环热处理，制作标准试样