稀土钛、铝合金相图的测定以及钛硅合金稀土微合金强韧化研究

摘要

本论文研究了添加Er,Nd对Ti-Si系合金的微观组织与力学性能的影响。确定了钛、硅、铒、钕的较好的配比和成分,并对其合金化处理后的显微组织和力学性能等进行了深入探讨。
　　 观察到在Ti-Si合金中添加适量Er元素时合金具有较优异的显微组织与力学性能。此外,在研究稀土Er对Ti-Si合金组织、力学性能影响的基础上,继续探讨了添加Nd对Ti-Si合金的微观组织与力学性能的影响。
　　 实验结果表明,添加微量Er元素进入Ti-Si合金显著改变其微观形貌,同时提高了合金抗压强度、塑性等性能。但随着Er含量的提高,合金组织恶化力学性能呈下降趋势。合金化元素Nd的添加改善了Ti-Si合金的显微组织,细化合金中第二相Ti5Si3晶粒尺寸,提高了合金的抗压强度以及塑性等性能。
　　 本论文利用X射线衍射分析、金相分析、电镜分析、差热分析等技术对Ti-Cu-Y、Al-Zr-Ce、Al-Zr-Dy三个三元系合金相图500℃等温截面进行了研究。
　　 在773K下,Ti-Cu-Y三元系中存在10个二元化合物:Ti2Cu,TiCu,Ti3Cu4,Ti2Cu3,TiCu4,Cu6Y,CuaY,Cu7Y2,Cu2Y,CuY,不存在三元化合物。Ti-Cu-Y三元系合金相图773K等温截面由13个单相区、23个两相区以及11个三相区组成。各化合物中除了TiCu4与Cu6Y存在小于lat％的面固溶外,其余化合物不存在固溶度。
　　 在773K下,确定了在Al-Zr-Ce三元系中存在Al3Zr,Al2Zr,Al3Zr2,AlZr,Al3Zr4,Al2Zr3,AlZr2,AlZr3,αAl11Ce3,Al3Ce,Al2Ce,βAlCe3和AlCe13个二元化合物。没有观察到三元化合物。Al-Zr-Ce三元系相图773K等温截面由16个单相区、29个两相区以及14个三相区组成。
　　 在773K下,确定了在Al-Zr-Dy元系中存在Al3Zr,Al2Zr,Al3Zr2,AlZr,Al3Zr4,Al2Zr3,AlZr2,AlZr3,Al3Dy,Al2Dy,AlDy,Al2Dy3,AlDy2,13个二元化合物,一个三元化合物(Al30Dy7Zr3)。Al-Zr-Dy三元系相图773K等温截面由17个单相区和32个两相区,16个三相区组成。Dy在Al3Zr、Al2zr、Al3Zr2、AlZr2的固溶度约为2％、3％、4％,2％。Zr在Al3Dy、Al2Dy、AlDy的固溶度约为2％、25％、2％,Dy在Zr中的固溶度约为7％。