添加Nd元素对钛合金析出行为的影响规律

摘要

通过粉末冶金方法(冷等静压—真空烧结)制备钛合金Ti-6Al-4V-2Cr-1Nd,经过固溶-时效热处理后,利用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)分析合金的微观组织、物相的组成及析出相的形核特点,研究添加稀土元素Nd对析出相的影响。实验结果表明,在添加1%Nd(质量分数)元素后,钛合金组织得到了明显细化;通过合金细化成核理论分析发现,添加稀土元素Nd后,固溶时效中Nd_2O_3可以作为形核的基础,促进形核,所以稀土Nd元素可以有效促进非均匀形核,主要析出相Nd_2O_3有利于晶粒的细化,是有效的形核剂;在高分辨透射电镜下对离子减薄后的试样进行观察,通过对合金的形貌和析出物进行傅里叶变换(FFT)和反傅里叶变换(IFFT)分析,得到清晰的原子排列图,发现析出相Nd_2O_3与基体α-Ti之间存在平行相界面,经分析为半共格界面。