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TiAl基金属间化合物的脱溶反应和位错结构研究

袁勇  
【摘要】: TiAl基金属间化合物由于具有较优越的高温机械性能,如比强度高、抗氧化性好、弹性模量高,在航空航天和汽车工业有着潜在的广阔应用前景,因而是一类很有前途的高温结构材料。但是TiAl基金属间化合物的室温脆性、较高的蠕变速率阻碍了其实用化的进程,同时其高温强度与Ni基超合金相比也略显不足。近年来的研究表明,由γ-TiAl和α2-Ti3Al组成的TiAl基双相合金的综合机械性能最佳,γ-TiAl为L10型的四方结构,α2-Ti3Al是D019结构。目前,合金化和显微结构调控是改善TiAl基合金高温性能的主要途径。本论文选取了Ti-Al-Ag和Ti-Al-Nb体系作为研究对象。首次用透射电子显微术方法较系统地研究了Ti-54at.%Al-2at.%Ag和Ti-54at.%Al-4at.%Ag合金在1073K等温时效的脱溶反应动力学过程、相变晶体学特征和沉淀强化效应,包括析出相的成份、析出相形态的演变、析出相的生长和粗化机制、析出相和基体的界面特征、析出相惯习面的演变等。研究了Ti-48at.%Al-xNb(x=1、3、5和10at.%)的显微结构,分析了Nb对TiAl基合金显微结构的影响。借助透射电子显微镜,首次运用高分辨成像技术并结合弱束成像技术,较系统地研究了Ti-48at.%Al-xNb(x=1、5和10at.%)合金中γ-TiAl相中超位错的分解,测定了超位错分解宽度,根据层错能和位错分解宽度的计算公式,算出了不同Nb含量的Ti-Al-Nb合金中γ-TiAl相的层错能,揭示了Nb改善TiAl基金属间化合物强度和蠕变性能的内在物理根源。研究工作的主要结论总结如下: 一、Ti-Al-Ag体系 (1)Ti-54at.%Al-2at.%Ag和Ti-54at.%Al-4at.%Ag在1073K时效合适的时间,在基体中得到弥散分布的析出相,EDX确定了基体和析出相的成份,同时对基


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