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γ-TiAl基合金由于低密度、高强度以及良好的高温强度和抗蠕变性,目前被认为是具有应用潜力的高温结构材料。但是在室温条件下表现出的低塑性和韧性,一直以来限制着它们的实际应用。本文首先采用真空钮扣炉制备了不同Nb含量的Ti-46Al-xNb-2Cr-0.3Y(x=2,4,6)母合金锭,接着利用快速凝固-熔体旋转法(Melt-Spinning)制备了同成分的合金薄带,研究合金元素Nb和快速凝固对合金组织和性能的影响。研究的目的是探索提高TiAl合金的室温塑性和高温性能的途径。利用金相电镜(OM)、扫描电镜(SEM)及电子探针(EPMA)对铸态合金的显微组织研究发现,合金呈现典型的枝晶组织,在枝晶间均匀地分布着白点状的Y2O3颗粒相以及网纹状的Al2Y化合物。对合金的XRD分析表明:随着Nb含量的增加合金中的α2-Ti3Al相含量减少,这是因为Nb的合金化降低了合金中Ti/Al的比例,促进了γ相的形核所致。由于α2-Ti3Al相含量的减少,显微硬度也随着Nb含量的增加而降低。利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对快速凝固合金薄带的显微组织进行了观察。发现快速凝固使合金的显微组织明显细化,成分更加均匀。基体主要由块状组织和层片组织构成,存在着大量的析出物、孪晶、位错等微观结构。相分析表明,合金仍然由γ-TiAl和α2-Ti3Al相构成,不过在快速凝固条件下合金中的α2-Ti3Al相含量明显增多。快速凝固合金经过退火处理后,发现层片组织不断地被γ晶粒吞食,造成层片的减少和消失。随着退火温度的提高,合金中的层片组织越来越少,在970℃退火处理以后,合金几乎全部由块状组织构成。对铸态、快速凝固态和热处理态合金的γ-TiAl及α2-Ti3Al相的晶格参数的研究发现,三种合金在快速凝固条件下γ和α2相晶格参数a、c都要比铸态条件的低。快速凝固合金薄带经过热处理后,γ相和α2-Ti3Al相的晶格参数表现出相似的规律,其中a减少,而c变大。理论表明,晶格参数的减小会对TiAl材料电子云状态及位错滑移特点产生影响,有利于提高TiAl合金的室温塑性。