粉末冶金TiAl基合金的制备与高温压缩变形行为研究

摘要

TiAl基合金因其轻质、高温强度、抗蠕变和抗氧化性能突出等优点，引起了国内外学者的广泛关注。但这类材料的塑性差、高温变形抗力大，使其难以加工成形，阻碍了其实用化。而且采取传统的铸造和热变形加工方法，一般难以获得细小均匀组织。本文采用机械混粉—机械球磨—冷压制坯—真空脱气—反应烧结方法，有望成为制备高性能TiAl基合金的有效途径。
　　本文采用的实验方法是：机械混合1.5h的Ti、Al复合粉，经过0.5h机械球磨，在一定压力下冷压制坯；对粉体坯料进行低温真空反应烧结和高温真空反应烧结，以得到致密度较高的烧结坯。对烧结后的TiAl基合金试样进行高温压缩实验，研究了烧结态TiAl基合金的力学性能，分析了TiAl基合金的高温变形组织演变规律与变形机理。本文重点研究了以下内容。
　　研究了复合粉的冷压制特性，分析了高径比对坯料压制的影响规律；并研究了冷压坯真空脱气的工艺。
　　研究了粉末压制坯料低温真空无压反应烧结过程中的膨胀行为，分析了烧结坯料产生膨胀的主要原因；并提出了能够有效预防坯料膨胀的方法；利用SEM分析了低温反应烧结后的显微组织和Ti-Al反应机理。
　　通过测定坯料在高温烧结后的密度，总结了其体积收缩的规律；利用XRD研究了高温烧结时，反应进行程度与烧结温度、烧结时间的关系；结合Ti-Al合金相图分析了组织生成情况。
　　通过烧结后TiAl基合金试样的高温压缩实验，研究了烧结态TiAl基合金的力学性能，揭示了TiAl基合金屈服强度随温度和应力应变速率的变化规律，利用TEM分析了TiAl基合金的高温变形组织演变规律与变形机理。

目录

粉末冶金TiAl基合金的制备与高温压缩变形行为研究

PREPARATION AND HIGH-TEMPERATURE COMPRESSION DEFORMATION BEHAVIOR OF POWDER METALLURGY TIAL-BASED ALLOY

摘 要

Abstract

绪论

1.1 引言

1.2 TiAl基合金的研究及发展现状

1.3 TiAl基合金的制备及加工成形

1.4 本课题的主要研究内容

第2章 Ti/Al复合粉坯料制备工艺

2.1 引言

2.2 实验材料及方法

2.3 机械球磨制备Ti/Al复合粉的研究

2.4 复合粉的冷压制特性

2.5 冷压坯真空脱气工艺

本章小结

第3章 真空反应烧结制备TiAl基合金的研究

3.1 引言

3.2 实验方法

3.3 组织结构分析方法

3.4 Ti-Al反应机理

3.5 烧结的基本过程

3.6 低温烧结工艺

3.6.3 低温烧结工艺的改进措施

3.6.4低温烧结后TiAl基合金的显微组织

3.7 高温烧结工艺

本章小结

第4章 TiAl基合金高温力学性能及变性机理研究

4.1 引言

4.2 实验方法

4.3 组织结构分析方法

4.4 烧结TiAl基合金的高温压缩力学性能

4.5变形机理

本章小结

结论

参考文献

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致谢