Ti45Al8Nb0.5B0.2C合金的组织及高温氧化行为研究.pdfVIP

第42卷 第6期 稀有金属材料与工程 Vbl．42．No．6 2013生 6月 RAREMETALNL婀RIAI，SAND ENGlNEERING June2013 高温氧化行为研究 苏香林，陈子勇，相志磊，聂祚仁 (北京工业大学，北京100124) 后的组织为y和a2相组成的片层组织，片层团晶粒内部与层片团晶界处存在条状或点状白色相TiB2；高温淬火合金发生 a—y。相变，在a+y两相区时效合金组织由不同取向的细小层片和层片交界处的a2相组成。氧化增重实验及XRD、SEM 分析表明，合金在900和1000℃氧化100h，氧化反应常数分别为0．00192和O．31637，幂指数分别为1．1381和2．0076。 合金在900℃氧化100h后氧化层厚度大约为4 合金在1000℃氧化100h后氧化层厚度大约为5pm，从外到内依次为：Ti02／A1203+Yi02／氮化物层／基体。 关键词：TiAl基合金：组织：高温氧化 中图法分类号：TGl46．2+3 文献标识码：A 文章编号：1002一185X(2013)06—1178—07 TiAI合金具有优异的高温比强度、比刚度、良好 所用原料为零级海绵钛(99．7％)、高纯铝 的抗蠕变和抗氧化性能、高的极限使用温度以及低的 密度，在航空航天、能源、汽车等重要领域有着巨大 比，在水冷铜坩埚真空感应炉中熔炼并浇注合金锭， 的应用潜力[1。‘71。高Nb．TiAl合金作为新一代高温高性 mmx92 能结构材料，利用高熔点组元Nb提高合金熔点及有序 合金锭去V型冒口并切割成4100 mm圆柱形 化温度，从而提高合金的使用温度，同时又兼有密度小， 合金锭。对合金锭进行热等静压处理，高纯Ar作为保 晶体结构简单和易通过改善组织改善性能的优点【8】。但 护气氛，边升温边充Ar直至200MPa，在1260℃保温 合金室温塑性低及850℃以上抗氧化性不足【9’12|，严重 4 限制了高Nb．TiAl合金作为轻质高温结构件在实际中 的应用。高Nb．TiAl合金的室温塑性可以通过全片层 组织的调控得到改善。因此其高温抗氧化性能就成为 mmxl0minx9mm。试样置于1600℃管 其应用的关键。已有研究表明：TiAl合金中添加B可样，尺寸为10 3-1 细化合金铸态组织和提高合金组织的热稳定性[15]； 61。 保温1 添加C可提高合金的高温强度和高温抗蠕变性能【1 h，油冷至室温。淬火试样在a+)，两相区的1300 ℃时效3h并空冷。用线切割从经淬火．时效处理的试 含B和C的高Nb．TiAI合金作为第3代y(TiAl)基合金， mm。 minx9mmx5 有望被应用在燃气涡轮发动机、喷气式涡轮发动机以 样上截取高温氧化试样，尺寸为10 及汽车上。目前对其研究主要集中在热机疲劳[17-19]、试样6个面经SiC砂纸依次从60、37、16 I．tm磨到12．6