论文部分内容阅读
高Nb-TiAl合金轻质、耐高温、耐腐蚀、抗氧化性强,是先进航空航天技术候选材料之一。添加合金化元素及调整定向凝固工艺参数能够控制TiAl合金片层微观组织,以实现组织结构与性能的优化。为研究合金元素W及定向凝固工艺参数对凝固路径及微观片层组织的影响,本实验采用感应悬浮熔炼法制备出Ti-45Al-6Nb、Ti-45Al-6Nb-1W和Ti-45Al-6Nb-2W合金纽扣锭并吸铸成合金棒,运用Bridgeman定向凝固技术,在1550℃保温温度下,分别以5μm/s、10μm/s、20μm/s进行抽拉和快速淬火,制得快速淬火试棒和具有单一取向全片层组织的定向凝固试棒。 研究表明,抽拉速率和W含量的变化将引起凝固时先析出相的变化,同时导致晶体生长模式的改变,当抽拉速率降低或者W含量增加时,先析出相由α相逐渐转变为β相,而先析出相对片层组织最终取向影响显著。随着W含量增加,α2+γ两相片层厚度先减小后增加,由于γ相片层较厚,故其绝对厚度变化较大,先析出相由α相转变为β相,凝固时晶体的生长模式由枝晶生长向胞枝生长转变;W含量较高时(2at.%),快淬组织晶胞内部会出现网状富W析出相,其大量存在于高温β相内部时可促进B2相形成。随着抽拉速率增加,α2+γ两相片层厚度逐渐减小,生长模式发生转变,依次出现胞晶生长、胞枝生长和枝晶生长。因此,通过调整抽拉速率和W含量能够改变凝固路径,可控制片层取向,优化合金的微观组织结构。