熱搜關(guān)鍵詞:
許多鈦鋁合金航空及柴油策動機零件選用精密鑄成工藝成形,退火成為明顯改善鑄成鈦鋁合金組織機構(gòu)的關(guān)鍵性技術(shù)之一。
鑄成鈦鋁合金原初鑄態(tài)組織機構(gòu)一般為γ-TiAl/α2-Ti3Al層片結(jié)構(gòu)。其層片團粗大,層片團體積及取向分布不光滑。在α交流電區(qū)高溫退火能實現(xiàn)其組織機構(gòu)的光滑化。但由于原初組織機構(gòu)粗大且在高溫下α相孔隙長大難以控制,獲得的鑄成鈦鋁合金全層片組織機構(gòu)(fully lamellar-FL)通常仍具有粗大的層片團。為提高鑄成鈦鋁合金的常壓拉伸塑性,經(jīng)一種多重退火工藝,成功地以獲取了鑄成鈦鋁合金細小全層片組織機構(gòu)[5,6]。該工藝包括①α交流電區(qū)光滑化,②900~1150℃Sauxillanges,③1150℃絕熱處置和④再次冷卻至略高于Τα環(huán)境溫度短時絕熱處置。但這種退火工藝較為復雜,處置周期較長,不利于工程應(yīng)用。
責任編輯對以鎳微合金化的鑄成Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr(氫原子平均數(shù),雷米雷蒙縣)合金展開了退火工藝科學研究,并對鎳微合金化簡化鑄成鈦鋁合金組織機構(gòu)光滑化、明晰退火工藝的推動作用機Astier含鎳的鈦鋁合金細小全層片組織機構(gòu)的逐步形成機理作了分析討論。
1測試材料為含鎳(0.2~0.5)%(氫原子平均數(shù),雷米雷蒙縣)的鑄成鈦鋁合金Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr(%),選用冷坩堝電漿感應(yīng)懸浮爐熔煉,角蕨3周后澆入銅模獲得φ40mm的角蕨。30°扇形退火待測從角蕨上以如石方法擷取。
退火測試在0.133Pa電漿下展開。參考鑄成Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金以獲取等軸的近γ組織機構(gòu)(near gamma-NG)和細小全層片組織機構(gòu)(fine fully lamellar-FFL)的退火制度[5,6],測試環(huán)境溫度和時間分別取作1150℃×(48~168)h和1370℃×(5~10)min。
組織機構(gòu)檢視在普通成像和帶入射光的成像電子顯微鏡下展開。金相待測用(體積平均數(shù))1%HF+10%HNO3+89%H2O溶液侵蝕。
2檢視辨認出,(99.8~99.5)%(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)+(0.2~0.5)%Ni的合金原初鑄態(tài)為有一定擇優(yōu)取向的全層片組織機構(gòu),層片團體積約500~1500μm。該合金組織機構(gòu)在1150℃×72h后即出現(xiàn)顯著的層片單向已連續(xù)粗化現(xiàn)像;經(jīng)過144h絕熱處置,原初粗大、不光滑的鑄態(tài)組織機構(gòu)變革為孔隙細小、基本光滑等軸的NG組織機構(gòu),其平均孔隙體積約30μm。
(99.8~99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2~0.5)Ni(%)合金原初鑄態(tài)組織機構(gòu)[pagebreak]
鑄成(99.8~99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2~0.5)Ni(%)合金經(jīng)1150℃絕熱處置獲得的組織機構(gòu)72h絕熱,層片單向已連續(xù)粗化組織機構(gòu)144h絕熱,全面等軸化組織機構(gòu)。
有科學研究辨認出,鎳具有擴大鈦鋁合金γ交流電區(qū)的推動作用,加進(氫原子平均分)0.5%以上的鎳能使Ti-48Al合金變革為交流電γ組織機構(gòu)。在100倍偏振光金相電子顯微鏡下旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)式360°檢視到,本科學研究獲得的NG組織機構(gòu)中有少量的等軸α2孔隙出現(xiàn)顯著的4次明亮后紅化現(xiàn)像。與文獻科學研究獲得的C99mg鎳鈦鋁合金NG組織機構(gòu)相比,認定地檢視可見含鎳合金NG組織機構(gòu)中α2相數(shù)目顯著較少。因而能認定蔡伯介,加進0.2%~0.5%的鎳可使鈦鋁合金在1150℃下α2(或α)→γ相變驅(qū)動力增大,則對層片組織機構(gòu)中能量起伏的增強推動作用加大,推動了層片結(jié)構(gòu)中層片形狀擾動致層片間斷的發(fā)生。這些在相對非常多時間產(chǎn)生的非常多數(shù)目的層片內(nèi)西北側(cè)有效地推動了層片的單向已連續(xù)粗化,從而能使含鎳的鈦鋁合金以較單純的退火工藝實現(xiàn)組織機構(gòu)的光滑化和明晰。
測試辨認出,鈦鋁合金細小全層片組織機構(gòu)具有最佳的綜合力學性能。因此,將獲得的NG組織機構(gòu)再次冷卻到1370℃保溫5~10min后冷卻獲得了層片團細小等軸的全層片組織機構(gòu)(),其層片團平均體積約為50μm,略小于鑄成Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金以相同工藝獲得的FFL組織機構(gòu)層片團。根據(jù)其層片團為等軸狀,且略大于基體NG組織機構(gòu)的γ孔隙體積,責任編輯認為,含鎳鑄成鈦鋁合金FFL組織機構(gòu)的逐步形成機理不同于C99mg鎳的鈦鋁合金FFL組織機構(gòu),而是高溫α相等軸孔隙在γ相基體上逐步形成并略有長大后冷卻過程中按一般全層片組織機構(gòu)逐步形成機理產(chǎn)生的,即冷卻至α+γ兩相區(qū)后γ相在α孔隙中柱狀析出構(gòu)成γ/α層片結(jié)構(gòu),然后在冷卻至常壓過程中變革為γ/α2層片結(jié)構(gòu)。
鑄成(99.8~99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2~0.5)Ni(%)合金細小全層片組織機構(gòu)形貌。
結(jié)論
(1)對含鎳0.2%~0.5%(氫原子平均分)的鑄成Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金能通過較單純的1150℃×144h絕熱處置使鑄態(tài)粗大不光滑的層柱狀組織機構(gòu)變革為細小光滑的等軸的近γ組織機構(gòu)。
(2)將獲得的近γ組織機構(gòu)再次冷卻到1370℃×(5~10)min后冷卻能獲得層片團細小等軸的全層片組織機構(gòu)。
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