【摘 要】
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本文研究了具有近片层组织(Near Lamellar)的Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-1B合金在700℃的大气气氛中,一万小时热暴露过程中的高温热稳定性。采用扫描电镜和透射电镜等手段对热暴
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本文研究了具有近片层组织(Near Lamellar)的Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-1B合金在700℃的大气气氛中,一万小时热暴露过程中的高温热稳定性。采用扫描电镜和透射电镜等手段对热暴露过程中合金显微组织和相结构的变化进行了微观分析,通过室温和高温拉伸以及室温高周疲劳试验分析了长时间热暴露对合金力学性能的影响。此外,本文还研究了Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-1B合金的高温蠕变性能,并与具有全片层结构的Ti-44Al-4Nb-4Hf-0.2Si-1B和Ti-44Al-8Nb-1B合金的高温蠕变性能进行了对比分析。研究结果表明,在热暴露过程中,合金的a2+γ层片晶团中发生了有限程度的α2→γ和α2+γ→B2(ω)两种相变。比较单纯高Nb合金中的α2+γ层片组织,复合含Nb-Zr的TiAl合金的α2+γ层片组织显示出较高的热稳定性。研究发现,热暴露过程中的主要变化发生在晶界处的B2(ω)晶粒中。B2(ω)晶粒由若干微米胞构成,胞壁聚集微小尺寸的D88型ω颗粒。长期的高温热暴露导致胞壁处具有高有序度的D88相结构的ω颗粒明显长大,而且胞内也大量析出这种脆性的D88相结构的ω颗粒。此外,在B2(ω晶内还析出有微米级别的γ相。这被认为是该合金10000小时热暴露过程后脆性明显增加的主要原因。力学性能试验结果表明,在10000小时的热暴露过程中,合金的拉伸强度和0.1%条件屈服强度变化不大,始终保持在600MPa以上级别的较高水平。合金的室温疲劳极限也没有显示出因合金脆性增加而降低。相反,还有所提高。蠕变试验研究结果表明,具有全片层结构(Full Lamellar)的Ti-44Al-8Nb-1B合金表现出比Ti-44Al-4Nb-4Zr-0.2Si-1B和Ti-44Al-4Nb-4Hf-0.2Si-1B两种合金更好的蠕变抗力,这可能与合金的微观组织有关。
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