论文部分内容阅读
本文通过金相显微镜（0M）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、XRD、能谱分析（DSC）、动态机械热分析仪（DMA）等实验方法,从组织、成分、加工方式三个角度研究了TiAl基合金阻尼性能的影响因素,并总结了TiAl基合金阻尼性能随组织、成分的变化规律。本论文的主要结论如下：通过对Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W进行不同制度下的热处理,获得了不同的显微组织,并研究了组织对阻尼性能的影响,获得了以下结论：（1）Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W（at.%）合金在1330℃20minAC工艺条件下恰好获得的细小全层片组织阻尼性能最优,双态组织的阻尼性能次之,且随着组织中层片晶团的增加,阻尼性能增加,初始态的近丫组织在三种组织中阻尼性能最差,层片晶团的数量在这三种组织比较中是阻尼性能好坏的决定性因素。（2）在1330℃保温20rmin空冷可得到细小全层片组织,随着温度升高或保温时间延长,层片晶团逐渐变粗大,在全层片组织中,随层片晶团变粗、变大,阻尼性能下降,在层片组织中,层片晶团的大小是其阻尼性能好坏的决定因素。（3）T。温度为1330℃的Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W（at.%）合金阻尼性能的变化规律可以用下面公式来描述：其中,A1=0.00801, B1=3.78E-4, A2=0.01195, B2=-9.35286E-4,特别说明对于不同TiAl基合金,若Tα温度不同,即制备细小全层片组织的热处理条件不同的话,则A、B的值也会有所不同,要针对不同的情况对A、B的值进行修正。通过对热轧态Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W（at.%）合金RD、TD方向阻尼性能的研究,获得了当前采用的轧制工艺对TiAl合金阻尼性能的影响情况,结论如下：（4）热轧加工对TiAl基合金阻尼性能并没有明显影响,其阻尼性能的决定因素归结为组织以及相的含量。热轧态Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W合金ND、RD、TD方向的组织均为双态组织,由γ相、α2相和少量的p相组成；通过显微组织观察发现,热轧态的Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W合金发生了动态再结晶,RD和TD方向阻尼性能一致。通过对不同Nb含量的铸态TiAl-xNb（x=1,3,5,7）合金阻尼性能的研究,获得了Nb含量对TiAl基合金阻尼性能的影响规律,结论如下：（5）TiAl合金铸态组织中,Nb元素以固溶形式存在于基体中,当Nb含量较少时,均匀地分布在基体中,在Cr的偏析相中含量偏少,当Nb含量较多时,就出现了偏析相,该偏析相为p相。（6）随着Nb含量的增加,TiAl-xNb合金的阻尼性能是先减小后增加的,当Nb含量从1%-3%,阻尼性能下降,峰值tanδ从0.0041减小到0.0035,当Nb含量为5%时,阻尼性能相比3%有所提升,峰值tanδ回复到了0.0046,而当Nb含量为7%时,其峰值tanδ达到了0.005。这是由于Nb原子的添加导致层片晶团增大,阻尼性能下降,但当出现p相时,阻尼性能得到了改善,由于p相提供了Snoek弛豫机制的结构基础,出现了Snoek弛豫效应,提升了阻尼性能。（7）含有Snoek弛豫机制的合金阻尼性能可以用如下公式来描述：tanδ=K·tanδm [Tm/R（β）]其中K为常数,tanδm为阻尼峰值,Tm为峰温,γ2（β）为阻尼峰宽,β符合高斯正态分布。含p相TiAl基合金阻尼性能和峰温与峰宽的比值和阻尼峰值（tanδm）的乘积相关,乘积越大,阻尼性能越好。图