Zr和Co对TiAl基合金组织和性能的影响

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haolong12345
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
TiAl基合金具有密度小、比强度高等优点,在航空航天及汽车工业行业具有广阔的应用前景,但是TiAl基合金室温塑性差、难加工等缺点严重的限制了它的应用。合金化是改善Ti Al合金性能的重要手段之一。Nb元素和Zr元素可以提高合金的强度,Zr与Ti同族,能够大量的置换钛铝合金中Ti原子的位置,具有较好的固溶强化作用;强β稳定元素Co通过改善钛铝合金电子结构和弹性性能,提高TiAl合金的延展性,但是Zr、Co对Ti43Al、Ti47Al合金的影响,以及Zr、Co对Ti43Al6Nb和Ti47Al6Nb合金的影响需要进一步的研究。本文向Ti43Al、Ti43Al6Nb、Ti47Al和Ti47Al6Nb合金中分别添加不同含量的Zr和Co元素,观察分析宏观组织及微观组织,结合EDS、XRD分析相的组成、显微偏析;进行室温压缩试验分析室温压缩强度及塑性变形量变化规律,观察断口形貌并分析断裂方式;分析组织与性能之间的关系。实验结果表明,Zr对Ti43Al和Ti43Al6Nb合金具有明显的优化效果。Ti43AlxZr合金随着Zr元素含量的增加,组织得到细化、压缩强度提高,添加5at.%Zr时,压缩强度达到最高1685MPa,提高了81.71%。Ti43Al6Nb-xZr合金随着Zr元素含量增加,组织先细化后粗化、析出相逐渐增多、压缩强度先上升后下降,添加2.5at.%Zr时,合金组织细化最佳、压缩强度最高,压缩强度则由对比合金的1979MPa提高到2162MPa,提高了9.25%。Zr对Ti47Al合金具有较小的优化效果。随着Zr元素含量的增加,显微组织先细化后粗化、析出相逐渐增多、偏析严重、强度先提高后降低,在0.5at.%Zr时合金细化效果最佳,压缩强度和塑性变形量分别为2158.03MPa、35.24%,分别提高了9.46%和7.64%。Zr对Ti47Al6Nb合金没有明显的细化效果,随着Zr元素添加量的增多,合金组织粗化、析出相逐渐增多、偏析严重、力学性能也逐渐变差。Co对Ti43Al、Ti43Al6Nb合金具有明显的优化效果。Ti43Al-xCo合金中,显微组织呈等轴晶形态;随着Co元素含量增加,等轴晶越来越小、力学性能也逐渐提高;添加2.5at.%Co时等轴晶最为细小,片层团由块状组织组成,压缩强度和塑性变形量由对比合金的927.21MPa、9.29%提高到2251.10MPa和28.42%,分别提高了142.78%和205.92%。Ti43Al6Nb-x Co的合金随着Co元素含量增加,组织先细化后粗化、强度和塑性均先上升后下降,添加1at.%Co时组织最为细小、力学性能最佳,压缩强度及塑性变形量分别为2223.61MPa、33.46%,分别提高了12.37%和17.28%。Ti47Al-1Co合金压缩强度为2041.14MPa,与原始合金的1971.5MPa相比,强度略有提高。Co对Ti47Al6Nb合金没有明显的细化效果,随着Co含量增加,组织粗化、偏析严重、力学性能下降。总体来说,Zr、Co对Ti43Al合金组织和性能的优化效果优于Ti47Al合金。Zr元素大量固溶于γ相中形成(Zr,Ti)-Al,固溶强化作用使合金力学性能提高;大量(Zr,Ti)-Al的形成则造成显微组织偏析,对力学性能不利。Co元素典型特征为钛钴B2相与γ相组成的块状组织,块状组织中又会析出铝钴相。合金断裂方式为仍然是脆性断裂。
其他文献
TiAl基合金具有密度低,强度高,在高温服役环境下能保持高的强度和抗氧化性以及较好的阻燃性能等优良特点,使其成为航空航天及汽车领域一种重要的轻质高温结构材料,因此加快发
近年来,北京交通大学充分发挥轨道交通领域优势与特色,结合中国铁路走出去相关要求,积极服务一带一路沿线国家轨道交通建设人才培养与培训.2013年以来,已累计为一带一路国家
期刊
本文采用熔融共混方法,利用PA6改性制备了综合性能优异的TPU/PA6复合材料,有望进一步扩展TPU应用领域。本文通过DSC、WAXD、TGA、SEM、力学性能和流变等测试手段研究了复合材料
利用ABAQUS进行汽车碰撞的有限元模拟是当前汽车领域的研究热点及发展方向之一,很多国外的汽车公司都在研究和使用ABAQUS进行汽车碰撞的有限元模拟。国内在这方面也有着广泛的
炭膜是由含碳物质经高温炭化制成的一种新型无机分离膜,与有机膜相比,不仅具有耐高温、耐酸碱和化学溶剂以及较高的机械强度外,而且还具有均一的孔径分布和较高的渗透能力及选择
随着世界经济一体化的发展,制造业市场竞争越来越激烈,客户需求也越来越多样化和个性化。制造商不得不采用各种各样的新技术,以缩短新产品从提出设计需求,到设计、制造和面向
学位
期刊
染料工业废水具有成分复杂、有机物浓度高、脱色困难、难降解物质多,含有大量毒性物质等特点,采用常规方法难以进行处理。   针对天津市某染化厂染料工业废水,本课题组提出电
本文主要研究荷载和环境作用下粉煤灰结构混凝土劣化规律与寿命预测问题。首先建立荷载和环境耦合作用下粉煤灰混凝土损伤指标体系,同时设计并加工大型混凝土试件的加载装置;采
Al-Mg系合金属于防锈铝合金,其具有密度小、力学性能好、耐蚀性和焊接性优异的特征,广泛应用于航空、船舶、车辆等工业领域,其传统的加工制造方式一般为冲压、锻造、切削等,存在