定向凝固TiAl合金板狀坯微合金化及組織細(xì)化.pdf

1、本文利用真空電弧爐研究微量稀土合金元素Y、Nd、Gd對(duì)三種鈦鋁基(Ti47Al、Ti43Al3Si、Ti46Al0.5W0.5Si)合金凝固組織的細(xì)化影響，并在此基礎(chǔ)上利用大寬厚比3:1的扁形冷坩堝對(duì)所選定的鈦鋁基合金(Ti46Al0.5W0.5Si0.5Y及Ti46Al0.5W0.5Si0.165Gd)進(jìn)行定向凝固實(shí)驗(yàn)，制備了組織基本定向、晶粒較為細(xì)小的Ti46Al0.5W0.5Si0.5Y及Ti46Al0.5W0.5Si0.165G

2、d扁坯試樣。
　　三種鈦鋁基合金Ti47Al、Ti43Al3Si和Ti46Al0.5W0.5Si的顯微組織均為粗大的全片層組織，其中Ti46Al0.5W0.5Si組織較為細(xì)小，其枝晶間距為101μm。加入稀土元素后，鈦鋁基合金全片層組織特征并未改變，晶粒細(xì)化效果明顯。添加0.1at％-0.3at%Gd對(duì)鈦鋁基合金組織細(xì)化效果明顯，其枝晶間距明顯變小；添加0.5at%Y對(duì)鈦鋁基合金組織細(xì)化明顯；稀土Nd的添加使鈦鋁基合金顯微組織粗化

3、。
　　用3:1的冷坩堝對(duì)兩種成分鈦鋁基合金分別進(jìn)行了定向凝固實(shí)驗(yàn)。觀察和分析了在不同工藝參數(shù)下進(jìn)行鈦鋁基合金定向凝固中出現(xiàn)的試樣粘連、駝峰崩濺、表面褶皺等鑄造缺陷的形成機(jī)理和預(yù)防措施，并通過(guò)對(duì)抽拉速度、底托引料和線圈的相對(duì)位置、引料和上送料棒的相對(duì)位置等工藝參數(shù)的調(diào)整制備出表面光滑且內(nèi)部定向效果較好的鈦鋁基合金。
　　觀察和分析了Ti46Al0.5Si0.5W0.5Y和Ti46Al0.5W0.5Si0.165Gd扁坯的宏觀

4、和微觀組織，發(fā)現(xiàn)兩種成分的TiAl合金定向凝固試樣組織生長(zhǎng)存在一些共性。在凝固界面附近都存在兩個(gè)界面，它們將該區(qū)域劃分成三個(gè)明顯不同的區(qū)域，即最后凝固液相區(qū)、糊狀區(qū)和穩(wěn)定生長(zhǎng)固相區(qū)。在穩(wěn)定生長(zhǎng)的定向凝固區(qū)域，組織基本為由γ板條和α2片層交錯(cuò)組成的全片層組織。
　　最后分別測(cè)試了Ti46Al0.5W0.5Si、Ti46Al0.5W0.5Si0.5Y和Ti46Al0.5W0.5Si0.165Gd原始鑄態(tài)及定向凝固后的室溫拉伸性能，證明