直流电流对TiAl合金凝固组织的影响

摘要

TiAl合金作为一种新型轻质高温结构材料,具有轻质、耐高温、高比刚、高比强等优点,是航空航天工业、兵器工业等领域的优质高温结构材料之一.本工作开展了电流作用下的TiAl合金凝固实验,研究了不同电流作用下的TiAl合金凝固组织及相关力学性能的影响,为在生产中应用电流细化TiAl合金的凝固组织提供依据.随着电流密度的增大，TiAl合金晶粒细化，固-液界面生长形态由胞状枝晶向柱状树枝晶转变，一次枝晶间距及片层间距均呈现先减小后增大的变化趋势，合金的显微硬度、高温压缩的断裂与屈服强度先增大后又有所减小。直流电流的引入造成金属熔体流动性增强及Joule热效应使过冷度减小、温度梯度变大是其凝固组织细化和性能提高的主要原因。