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基于铝热还原法短流程制备TiAl- M(M=Cr、Fe)合金研究
1
作者 李军 彭文静 +7 位作者 李湘 吴恩辉 侯静 徐众 马兰 杨绍利 李宏 羊山贵 《中国有色冶金》 北大核心 2025年第1期23-29,共7页
TiAl基合金性能优异,但由于海绵钛价格高昂,使得TiAl基合金制备成本较高,限制了TiAl基合金的应用。本文以TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、CrO_(3)为原料,Al为还原剂,采用铝热还原法一步合成制备TiAl-M(Cr、Fe)合金,并结合试验产物成分计算了合金... TiAl基合金性能优异,但由于海绵钛价格高昂,使得TiAl基合金制备成本较高,限制了TiAl基合金的应用。本文以TiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、CrO_(3)为原料,Al为还原剂,采用铝热还原法一步合成制备TiAl-M(Cr、Fe)合金,并结合试验产物成分计算了合金、Ti、Fe的收率,得到以下主要结论。在温度1 550℃、Al/TiO_(2)=0.9、渣系比CaO∶Al_(2)O_(3)∶CaF_(2)=40%∶40%∶20%、焙烧时间30 min的工艺参数条件下,制备的TiAl-Cr合金与熔渣分离效果较好,合金中Cr元素可以根据原料中CrO_(3)配入量进行调控,合金收率最高可以达到88%,Ti收率达到92.4%,Cr收率达到99.5%,TiAl-Cr合金主要物相为Ti_(3)Al和Al_(8)Cr_(5)。制备的TiAl-Fe合金脆性较大,TiAl-Fe合金主要物相为Ti_(3)Al和Al_(6)Fe。 展开更多
关键词 tial基合金 钛白粉 铝热还原 一步合成 tial-Cr合金 tial-Fe合金
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纵扭复合超声辅助铣削TiAl薄壁件稳定性研究
2
作者 王晓沁 曾雯浩 汪振华 《工具技术》 北大核心 2025年第10期76-81,共6页
为实现高频间歇铣削,将纵扭超声技术引入常规铣削中,对于加工钛铝合金等易颤振材料具有广阔应用前景。重点分析超声辅助技术对铣削力的影响,定义超声辅助影响函数,建立铣削力模型。在此基础上运用半离散法得到稳定性叶瓣图,仿真结果表明... 为实现高频间歇铣削,将纵扭超声技术引入常规铣削中,对于加工钛铝合金等易颤振材料具有广阔应用前景。重点分析超声辅助技术对铣削力的影响,定义超声辅助影响函数,建立铣削力模型。在此基础上运用半离散法得到稳定性叶瓣图,仿真结果表明,在32 kHz超声辅助下的稳定性提高38%。结合五轴机床铣削实验,对加工表面质量展开分析并验证该模型的准确性。 展开更多
关键词 超声辅助铣削 稳定性叶瓣图 tial合金
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Cr和Nb含量对含锰γ-TiAl合金相变路径的影响
3
作者 王向杰 张孟祥 +4 位作者 薛鹏 郝俊杰 陈波 李小兵 刘奎 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第6期2005-2021,共17页
采用热力学计算软件,以Ti-42Al-5Mn合金为基础设计出不含Laves相的新型β凝固Ti-43.5Al-1.5Mn-xCr-yNb(x=0,1,%;y=0,2,%)合金,并系统分析了Cr和Nb对相变路径的影响规律。结果表明:Ti-43.5Al-1.5Mn合金铸态组织由α_(2)/γ片层结构所构成... 采用热力学计算软件,以Ti-42Al-5Mn合金为基础设计出不含Laves相的新型β凝固Ti-43.5Al-1.5Mn-xCr-yNb(x=0,1,%;y=0,2,%)合金,并系统分析了Cr和Nb对相变路径的影响规律。结果表明:Ti-43.5Al-1.5Mn合金铸态组织由α_(2)/γ片层结构所构成,加入Nb、Cr后铸态组织中γ相含量提高,且开始出现βo相和块状γ相。此外,Nb和Cr可细化合金的片层间距,其中,添加1%Cr和2%Nb后使合金的片层间距从180.26 nm细化到129.72 nm。Ti-43.5Al-1.5Mn和Ti-43.5Al-1.5Mn-2Nb合金的凝固过程中均存在明显的单一的α和β相区;Ti-43.5Al-1.5Mn-1Cr合金的凝固过程中存在明显的βo相区;由于Ti-43.5Al-1.5Mn-1Cr-2Nb合金存在较多的β相稳定元素,导致其凝固过程不存在单一的α相区。Nb提高了α→(α_(2)+γ)转变的活化能,降低α相稳定性,使合金的共析转变温度提高,此外,Nb抑制α相中Ti的扩散导致γ相溶解温度升高;Cr可降低α相和γ相稳定性,使合金的共析转变温度提高和γ相溶解温度降低;在Cr、Nb的共同作用下,Ti-43.5Al-1.5Mn-1Cr-2Nb合金的共析转变温度和γ相溶解温度提高。 展开更多
关键词 β凝固γ-tial 合金化 固态相变 显微组织 凝固路径
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磁控溅射AlF3-TiAl复合涂层的抗氧化性能研究
4
作者 郭怀旭 欧阳佩旋 +4 位作者 张淑婷 宋杰人 孙志慧 韩英杰 宫雨昊 《热加工工艺》 北大核心 2025年第20期190-196,共7页
采用磁控溅射技术在TC4钛合金上分别制备TiAl涂层和AlF3-TiAl复合涂层,通过管式炉、综合热分析仪分别研究了两种涂层的等温氧化和非等温氧化行为,采用X射线衍射、扫描电镜等对氧化膜的物相、形貌及元素分布进行表征。结果表明:800℃等... 采用磁控溅射技术在TC4钛合金上分别制备TiAl涂层和AlF3-TiAl复合涂层,通过管式炉、综合热分析仪分别研究了两种涂层的等温氧化和非等温氧化行为,采用X射线衍射、扫描电镜等对氧化膜的物相、形貌及元素分布进行表征。结果表明:800℃等温氧化20 h时,TiAl涂层和AlF3-TiAl复合涂层的氧化增重分别为9.23 mg·cm-2和5.45 mg·cm-2,后者比前者降低了40.97%。在非等温氧化过程中,当温度<500℃时,两涂层的氧化增重和增重速率均基本相当,但当温度≥500℃时,AlF3-TiAl复合涂层的氧化增重速率显著降低,其与TiAl涂层的氧化增重差距增大。当温度为1200℃时,AlF3-TiAl复合涂层的氧化增重比TiAl涂层减少了31.18%。AlF3-TiAl复合涂层较TiAl涂层表现出更加优异的抗氧化性能,其原因是在较高温度下(>454℃),涂层中AlF3与Al反应生成气相AlF,促进Al2O3生成。 展开更多
关键词 磁控溅射 tial涂层 AlF3-tial复合涂层 抗氧化 卤素效应
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TiAl合金热成形技术研究现状与展望 被引量：2
5
作者 胡志力 张嘉恒 华林 《材料工程》 北大核心 2025年第4期1-14,共14页
轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9~4.2 g/cm^(3),是镍基高温合金的1/2,其兼具轻质与耐热的优异性能,在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而,TiAl合金具有本征脆性,存在室温塑性低和热变形能力差... 轻量化是航空航天领域永恒的主题。TiAl合金的密度为3.9~4.2 g/cm^(3),是镍基高温合金的1/2,其兼具轻质与耐热的优异性能,在航空航天装备热端构件制造方面具有重要的应用价值。然而,TiAl合金具有本征脆性,存在室温塑性低和热变形能力差等问题,造成加工与成形难度大、成本高,限制了其大规模应用。本文在回顾总结TiAl合金发展历程及应用现状的基础上,综述了TiAl合金的铸造、粉末冶金、热塑性成形、增材制造等热成形技术的研究进展,其中重点讨论了热塑性成形技术,包括包套挤压、等温锻造、近等温锻造和包套轧制等。现有塑性成形技术存在的问题主要是TiAl合金塑性差、成形难度高、成形效率低以及性能不足,今后TiAl合金塑性成形的发展方向应是高效率、低成本近净成形,同时提高材料的利用率和力学性能。 展开更多
关键词 航空航天 tial合金 热塑性成形 近净成形
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TiAl基合金高温防护及热障涂层体系研究进展 被引量：1
6
作者 张业飞 江海涛 +2 位作者 田世伟 张思远 李冲 《材料导报》 北大核心 2025年第4期154-163,共10页
TiAl基合金以其低密度、高比强度、耐烧蚀、良好的高温力学性能等优点成为新型轻质高温结构候选材料,自20世纪70年代以来备受关注。随着各种强韧化措施的研究不断深入,TiAl基合金的室温脆性问题逐步得到了解决。TiAl基合金成功应用于航... TiAl基合金以其低密度、高比强度、耐烧蚀、良好的高温力学性能等优点成为新型轻质高温结构候选材料,自20世纪70年代以来备受关注。随着各种强韧化措施的研究不断深入,TiAl基合金的室温脆性问题逐步得到了解决。TiAl基合金成功应用于航空发动机叶片、航天飞行器蒙皮、舵翼、汽车排气阀等。然而,TiAl基合金高温抗氧化性能不足,限制了其作为高温零部件的应用。目前,主要通过整体合金化以及表面改性两种方式来改善TiAl基合金的高温抗氧化性能。整体合金化是在合金中添加Nb、Si、Mo、W、稀土等合金元素,促使合金表面形成致密的氧化层并提高氧化层与基体的结合力;表面改性主要包括表面合金化和表面涂层两种途径,表面合金化技术一般采用热扩散、离子注入、预氧化、激光表面合金化等方法,表面涂层技术是利用不同种类的涂层改善基体的表面性能,例如Ti-Al-X体系涂层、MCrAlY热障涂层、陶瓷涂层、复合涂层。热障涂层,作为一种表面改性中的涂层材料,具有优异的抗氧化性能以及长期服役性能。当应用于TiAl基合金表面时,热障涂层能够有效提升合金的高温抗氧化性能。但两者结合也存在如下问题,热生长氧化物的过度生长导致界面失效,以及涂层与基体元素互扩散严重,导致热障涂层/TiAl合金体系长期服役性能减弱。本文归纳并分析了TiAl基合金的高温氧化行为,分别从整体合金化以及表面改性两个方面综述了TiAl基合金高温防护的影响因素和作用机理,分析了热障涂层应用在TiAl合金表面所面临的问题并提出了改进方案,以期为提高TiAl基合金的抗高温氧化性能及发展热障涂层/TiAl合金体系提供参考。 展开更多
关键词 tial基合金 热障涂层 抗氧化性能 整体合金化 表面改性
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准连续网状增强TiAl基复合材料的设计与研究 被引量：1
7
作者 刘赵婷 李明骜 +2 位作者 肖树龙 陈玉勇 熊意义 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第5期1611-1625,共15页
本文设计并结合低能球磨和放电等离子烧结技术成功制备了一种具有C元素强塑化基体单元的准连续网状增强TiAl基复合材料,并对其微观组织演化和高温力学性能进行了研究。结果表明:材料的烧结组织主要由TiAl基体单元及其界面层的准连续网... 本文设计并结合低能球磨和放电等离子烧结技术成功制备了一种具有C元素强塑化基体单元的准连续网状增强TiAl基复合材料,并对其微观组织演化和高温力学性能进行了研究。结果表明:材料的烧结组织主要由TiAl基体单元及其界面层的准连续网状增强结构组成,基体单元内部为γ相和(α_(2)+γ)层片团构成的双态组织,准连续网状增强结构中增强体主要为针状和颗粒状的TiB、Ti_(2)AlC和Ti_(3)AlC相;随着B_(4)C含量增加,准连续网状增强结构的厚度和连续性增加,基体单元的连通性降低;相同B_(4)C含量条件下,随着Ti Al合金粉末粒径减小,准连续网状增强结构的厚度和连续性减小,基体单元的连通性提高;同时,准连续网状增强结构能够将TiAl基复合材料900℃的高温极限抗拉强度(UTS)和伸长率显著提高至441.0 MPa和2.3%。 展开更多
关键词 tial基复合材料 准连续网状增强结构 放电等离子烧结 组织演化 力学性能
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TiAl合金的高温抗氧化涂层研究进展 被引量：1
8
作者 华佳俊 孙志平 +1 位作者 卓恩逵 艾诚 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第4期1062-1079,共18页
TiAl合金具有低密度、高熔点、良好的阻燃能力和优异的力学性能,成为航空航天领域具有竞争力的结构材料之一。但是TiAl合金在高温服役过程中抗氧化能力不足的问题严重阻碍了其发展。近年来,众多学者在TiAl合金表面高温抗氧化涂层方面开... TiAl合金具有低密度、高熔点、良好的阻燃能力和优异的力学性能,成为航空航天领域具有竞争力的结构材料之一。但是TiAl合金在高温服役过程中抗氧化能力不足的问题严重阻碍了其发展。近年来,众多学者在TiAl合金表面高温抗氧化涂层方面开展了大量研究。本文主要从铝及铝化物涂层、硅改性铝化物涂层、MCrAlY涂层、Ti-Al-Cr涂层和氧化物涂层五种不同的涂层体系出发,系统总结了各类涂层常见的制备工艺、组织形成机理、氧化行为及其失效机制,并对抗氧化涂层未来的发展趋势做了展望。 展开更多
关键词 tial合金 制备技术 氧化行为 涂层
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基于第一性原理和热力学计算的TiAl-Nb金属间化合物稳定性和相关系研究
9
作者 汪文洋 徐勇 +4 位作者 田彬 甘信柱 王志刚 梁永锋 林均品 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2025年第5期151-162,共12页
采用基于广义梯度近似密度泛函理论的第一性原理计算和相图计算方法,研究了TiAl-Nb合金中γ、α_(2)、O_(2)和ωo相的热力学和力学性质以及相转变关系.研究表明,第一性原理计算得到的化合物相的参数是准确的,且分析结果与相图计算结果... 采用基于广义梯度近似密度泛函理论的第一性原理计算和相图计算方法,研究了TiAl-Nb合金中γ、α_(2)、O_(2)和ωo相的热力学和力学性质以及相转变关系.研究表明,第一性原理计算得到的化合物相的参数是准确的,且分析结果与相图计算结果相一致.四个化合物相都是能够稳定存在的相.通过热力学和力学性质的分析,发现α_(2)相更容易转变为O_(2)相,并且在一定条件下可以通过相变反应生成ωo相.而γ相更容易转变为ωo相,但无法生成O_(2)相. 展开更多
关键词 tial合金 第一性原理 相图 声子谱及态密度 热力学性质
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TiAl合金热机械处理工艺进展
10
作者 王岩 罗耀峰 +3 位作者 何京军 胡庆 刘彬 刘咏 《航空材料学报》 北大核心 2025年第5期26-43,共18页
TiAl合金由于其优异的比强度、比刚度和高温性能而备受关注,在航空航天领域拥有巨大的应用潜力。随着航空航天科技的发展,对其装备及服役材料的性能要求也进一步提升。热机械处理在航空航天装备制造技术中占有十分重要的地位,是获得高性... TiAl合金由于其优异的比强度、比刚度和高温性能而备受关注,在航空航天领域拥有巨大的应用潜力。随着航空航天科技的发展,对其装备及服役材料的性能要求也进一步提升。热机械处理在航空航天装备制造技术中占有十分重要的地位,是获得高性能TiAl合金的关键途径。本文主要从TiAl合金热机械处理的发展现状出发,综述TiAl合金热塑性变形行为、热加工(热锻造、热轧制、热挤压)方法与后续热处理组织调控等方面的研究进展,并提出TiAl复合材料的热机械处理工艺开发及参数遴选、大尺寸TiAl合金构件的热加工优化设计、低成本TiAl合金的热机械处理技术研发、新型TiAl合金微观组织的热机械处理调控、以及基于大数据构建的TiAl合金热机械处理工艺参数高效率筛选等发展方向。 展开更多
关键词 tial合金 热机械处理 热加工 热处理 工艺设计 组织调控
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Y掺杂对TiAl-Nb合金组织与耐热腐蚀性能的影响 被引量：1
11
作者 谢小青 李轩 +1 位作者 吕威 贾丽娜 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期131-135,共5页
采用真空电弧非自耗熔炼方法制备Ti45Al-8Nb-mY(m=0,0.1,0.3和0.6at%)合金,研究了Y掺杂对合金组织和耐高温热腐蚀性能的影响。结果表明:添加微量Y不会明显改变TiAl-Nb合金的主要相组成,但能够有效细化合金组织并抑制合金中孔洞等缺陷形... 采用真空电弧非自耗熔炼方法制备Ti45Al-8Nb-mY(m=0,0.1,0.3和0.6at%)合金,研究了Y掺杂对合金组织和耐高温热腐蚀性能的影响。结果表明:添加微量Y不会明显改变TiAl-Nb合金的主要相组成,但能够有效细化合金组织并抑制合金中孔洞等缺陷形成。高温热腐蚀试验结果表明,添加微量Y能有效改善TiAl-Nb合金的耐热腐蚀性能,其中Y含量为0.3at%时合金腐蚀产物剥落最轻微且腐蚀产物层最为致密,其机制在于Y有效细化了合金α_(2)+γ片层组织、提高了γ相的含量,有利于提高Al_(2)O_(3)在热腐蚀产物中的含量并促进形成连续的保护性Al_(2)O_(3)中间层,抑制了O、S、Cl等腐蚀介质的内扩散。 展开更多
关键词 tial-Nb合金 Y掺杂 组织 热腐蚀
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放电等离子烧结制备Sn微合金化Ti_(3)AlC_(2)/TiAl复合材料的微观组织演变和力学性能
12
作者 何鹏 李昕悦 +5 位作者 龙飞 林盼盼 王策 施清清 赵岩 林铁松 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期102-109,共8页
目的采用放电等离子烧结(SPS)法,引入增强相Ti_(3)AlC_(2)制备Ti_(3)AlC_(2)/TiAl复合材料,添加Sn元素进行微合金化并加速复合材料烧结致密化过程,优化TiAl合金的力学性能和高温抗氧化性能,并探索高效制备技术。方法以Ti-48Al-2Cr-2Nb、... 目的采用放电等离子烧结(SPS)法,引入增强相Ti_(3)AlC_(2)制备Ti_(3)AlC_(2)/TiAl复合材料,添加Sn元素进行微合金化并加速复合材料烧结致密化过程,优化TiAl合金的力学性能和高温抗氧化性能,并探索高效制备技术。方法以Ti-48Al-2Cr-2Nb、Ti_(3)AlC_(2)和Sn粉为原料,通过引入2%(质量分数)Sn元素,促进烧结致密化并降低烧结温度,在900~1300℃的温度范围内烧结,研究不同烧结条件下材料的微观组织和力学性能,并对900℃高温抗氧化性能进行评估。结果未添加Sn元素时,复合材料孔隙较多,致密度为92.3%,添加Sn元素后,致密度提高至99.5%。复合材料的抗压强度和压缩率随着烧结温度的升高而增大,在1300℃/50 MPa/10 min℃的烧结条件下,复合材料的抗压强度和压缩率分别达1672 MPa和21.4%。在900℃氧化300 h后,复合材料表面形成致密的Al2O3保护层,阻止O原子进一步向基体扩散,氧化增重仅为1.37%,显著低于Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的2.94%。结论增强相Ti_(3)AlC_(2)的引入和Sn微合金化显著提升了TiAl基复合材料的致密性、力学性能和抗氧化性。SPS技术是一种高效制备高性能TiAl基复合材料的手段,为其在高端装备中的应用提供了新思路。 展开更多
关键词 放电等离子烧结 微合金化 tial基复合材料 微观组织 力学性能
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氧与Co/TiAl协同作用对激光增材IN718合金组织与力学性能的影响
13
作者 朱涛 伍文星 +5 位作者 阳彤 陈平虎 郭亮亮 金旭明 邹新长 邱长军 《材料导报》 北大核心 2025年第20期206-212,共7页
IN718合金因其优异的性能被广泛使用,因此更好地提升IN718合金在高温下的性能及服役温度尤为重要。通过成分调控调整了合金中氧与Co/TiAl的含量,制备了高强度且无裂纹的激光增材试样,并研究了试样的组织结构与力学性能。结果表明,随着... IN718合金因其优异的性能被广泛使用,因此更好地提升IN718合金在高温下的性能及服役温度尤为重要。通过成分调控调整了合金中氧与Co/TiAl的含量,制备了高强度且无裂纹的激光增材试样,并研究了试样的组织结构与力学性能。结果表明,随着氧含量与Co/TiAl质量比的提升,试样组织结构得到细化,力学性能也大幅度提升。Co/TiAl质量比增加使试样强度和硬度提升;氧含量增加会促使晶界上形成细小氧化物,在室温下对试样性能无明显影响。在900℃高温环境下晶界上氧化物起钉扎作用并协同Co、Ti、Al强化作用使试样高温性能提升,且当氧含量为3.8×10^(-4)、Co/TiAl质量比为0.88时,未经热处理工艺,试样的力学性能在900℃下较IN718试样大幅度提升,强度与延伸率的平衡性较好。试样在航空发动机的热端部件修复领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 激光增材制造 IN718 氧含量 Co/tial 显微组织 力学性能
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TiAl系合金和镍基高温合金连接技术研究进展
14
作者 王银晨 常云峰 +5 位作者 秦志伟 张亮亮 董红刚 程亚芳 郭鹏 李鹏 《材料导报》 北大核心 2025年第21期151-165,共15页
随着高性能航空发动机制造用材料与连接技术的不断革新,镍基高温合金以其优异的高温性能获得广泛关注和应用。TiAl系合金作为新型轻质高温材料,在航空航天领域应用潜力巨大。为满足轻量化发展的迫切需求,实现其与镍基高温合金之间的良... 随着高性能航空发动机制造用材料与连接技术的不断革新,镍基高温合金以其优异的高温性能获得广泛关注和应用。TiAl系合金作为新型轻质高温材料,在航空航天领域应用潜力巨大。为满足轻量化发展的迫切需求,实现其与镍基高温合金之间的良好连接势在必行。针对两者因物化性能差异而导致的焊接难题,本文综述了采用熔焊、钎焊、扩散焊及摩擦焊连接时异质金属接头的显微组织、力学性能和断裂机理。熔焊方法灵活、适应性强,但由于不均匀加热等问题接头易形成裂纹,劣化力学性能。钎焊是两类合金连接应用很广泛的焊接方法,目前钎料多以焊缝高熵的理念设计为多主元成分,常温剪切性能已接近母材强度。扩散焊的研究主要集中于中间层设计及工艺窗口建立等方面,其接头具有变形小和强度高等特点,适用于精密复杂结构的连接。采用摩擦焊方式时,焊后界面良好、没有明显裂纹等缺陷,但界面处产生的脆性相同样会恶化接头的力学性能。综上,为解决TiAl系合金和镍基高温合金的连接难题,抑制脆性相的形成和保证良好的冶金结合非常关键,这对于推动TiAl系合金和镍基高温合金的可靠应用意义重大。 展开更多
关键词 tial系合金 镍基高温合金 微观组织 力学性能 异质金属焊接
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γ-TiAl合金的加工特性及能场辅助技术研究进展
15
作者 范滔 姚倡锋 +2 位作者 谭靓 单晨伟 夏子文 《中国机械工程》 北大核心 2025年第4期636-654,共19页
γ-TiAl合金密度小、比强度高,具有优异的高温抗氧化性能,在航空航天领域有着广泛的应用潜力,然而,由于其高脆性和低室温塑性,被认为是典型的难加工材料,加工过程中存在高切削力、快速刀具磨损和表面缺陷等挑战。近年来,能场辅助加工技... γ-TiAl合金密度小、比强度高,具有优异的高温抗氧化性能,在航空航天领域有着广泛的应用潜力,然而,由于其高脆性和低室温塑性,被认为是典型的难加工材料,加工过程中存在高切削力、快速刀具磨损和表面缺陷等挑战。近年来,能场辅助加工技术为解决这些问题提供了新的思路。系统分析了γ-TiAl合金的材料特性、加工特性及表面完整性,并重点探讨了能场辅助加工技术的研究进展,包括在减小切削力、延长刀具寿命及提升表面质量中的应用效果。同时梳理了当前研究的局限性,并提出了未来发展趋势,以期为γ-TiAl合金的高效加工提供理论与技术参考。 展开更多
关键词 Γ-tial合金 难加工材料 表面完整性 能场辅助加工
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TiAl-Nb-Mo基TiAl合金系的细观力学行为研究
16
作者 孙进 程亮 +3 位作者 王川云 朱彬 孙凌燕 杨光 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期155-164,共10页
为了揭示TiAl-Nb-Mo基TiAl合金系的细观力学性能,利用纳米压痕和晶体塑性有限元技术对Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B(TNM)、Ti-42Al-8Nb-0.2B(TNB)以及Ti-45Al-3Mo-0.1B(TMB)3种合金开展研究。首先将3种合金进行高温时效处理使组织球化,然后... 为了揭示TiAl-Nb-Mo基TiAl合金系的细观力学性能,利用纳米压痕和晶体塑性有限元技术对Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B(TNM)、Ti-42Al-8Nb-0.2B(TNB)以及Ti-45Al-3Mo-0.1B(TMB)3种合金开展研究。首先将3种合金进行高温时效处理使组织球化,然后在不同β_(o)和γ晶粒内进行位移控制的纳米压痕测试,获得不同晶体取向下的载荷-位移曲线,并利用能谱对压痕处的微区成分进行分析,再利用晶体塑性有限元法对本构参数进行反演。结果表明:3种合金中γ相的硬度表现为TNB>TNM>TMB,β_(o)相则为TNM>TNB>TMB。而计算出的两相的晶体滑移阻力也呈现相同的规律。其中TNB合金中β_(o)相和γ相的基体强度差距最小,可能更有利于变形协调。探讨了合金化元素对两相的强化作用,结果表明:Al和Nb元素能够强化γ基体,而Mo元素则影响较小甚至可能会导致基体软化。相对于Mo元素,Nb在β_(o)相基体中表现出更显著的强化效果,而Al元素的增加可能对βo基体有软化作用。 展开更多
关键词 tial合金 纳米压痕 细观力学性能 晶体塑性
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粉末冶金γ-TiAl合金超声振动辅助铣削试验研究
17
作者 游逸飞 汪文虎 +3 位作者 黄博 肖培乾 刘晓芬 熊一峰 《电加工与模具》 北大核心 2025年第2期59-65,72,共8页
粉末冶金γ-TiAl合金是典型的耐高温硬脆性难加工材料,采用传统切削工艺存在切削力较大、刀具磨损严重、易产生凹坑和崩边等损伤。为减小切削力、延长刀具寿命并改善加工表面质量,开展了粉末冶金γ-TiAl合金的普通铣削和超声振动辅助铣... 粉末冶金γ-TiAl合金是典型的耐高温硬脆性难加工材料,采用传统切削工艺存在切削力较大、刀具磨损严重、易产生凹坑和崩边等损伤。为减小切削力、延长刀具寿命并改善加工表面质量,开展了粉末冶金γ-TiAl合金的普通铣削和超声振动辅助铣削试验,对比研究超声振动作用对铣削加工表面粗糙度、表面形貌、加工损伤的影响规律。结果表明:超声振动使粉末冶金γ-TiAl合金表面形成独特的纹理结构,提高超声频率和减小振幅均会导致加工表面粗糙度值增大;相比于普通铣削,超声振动作用下的刀具-工件周期性分离效应能有效降低切削力和刀具磨损,进而减少加工表面材料拔出,并且低频率高振幅超声振动抑制材料拔出的效果更加明显;为减少加工边缘崩碎并改善加工表面质量,超声振动辅助参数应选取切削速度70~100 m/min、每齿进给量小于0.1 mm/z、切削深度0.1~0.25 mm。 展开更多
关键词 Γ-tial合金 粉末冶金 超声辅助铣削 加工损伤
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热轧变形对含锰β凝固γ-TiAl合金抗氧化性影响
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作者 李卫臣 郝俊杰 +4 位作者 薛鹏 陈波 王建军 李小兵 刘奎 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第7期2315-2326,共12页
为了揭示热变形对含锰β凝固γ-TiAl合金高温抗氧化性的影响,本文采用真空感应熔炼炉(VIM)熔炼制备了Ti43Al1.5Mn3Nb0.2Si0.2C0.1B(简称TMN)合金,并以其为研究对象,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)... 为了揭示热变形对含锰β凝固γ-TiAl合金高温抗氧化性的影响,本文采用真空感应熔炼炉(VIM)熔炼制备了Ti43Al1.5Mn3Nb0.2Si0.2C0.1B(简称TMN)合金,并以其为研究对象,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)等分析手段对比研究了铸态和轧态TMN合金的微观组织差异,以及在(850℃,1 h)进行100 h循环氧化后氧化膜的演变行为。结果表明:热轧变形后,TMN合金中α_(2)相含量明显增多,而γ相含量有了明显降低,β_(o)相含量仅有少许减少;合金片层团尺寸和片层间距均减小;氧化增重降低了10%,没有明显改变合金氧化膜的物相组成和结构,但会明显减小氧化膜的厚度,由11.12μm减小至8.96μm。 展开更多
关键词 tial合金 热变形 微观组织 高温氧化 过渡层
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γ-TiAl合金显微组织高温演变行为研究进展
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作者 李小兵 郝俊杰 +2 位作者 陈波 薛鹏 刘奎 《中国材料进展》 北大核心 2025年第2期154-168,共15页
γ-TiAl合金是一类金属间化合物(简称TiAl合金),具有低密度、高比强、良好抗氧化和耐磨性的特点,在航空航天、车辆交通、低空经济等战略新兴产业领域具有广阔的应用前景。目前TiAl合金已相继在航空发动机、内燃机等动力系统中得到应用... γ-TiAl合金是一类金属间化合物(简称TiAl合金),具有低密度、高比强、良好抗氧化和耐磨性的特点,在航空航天、车辆交通、低空经济等战略新兴产业领域具有广阔的应用前景。目前TiAl合金已相继在航空发动机、内燃机等动力系统中得到应用。作为一种高温用结构材料,有必要全面深入掌握TiAl合金显微组织近服役条件下的演变行为。全面总结归纳了传统γ-TiAl合金和β凝固γ-TiAl合金显微组织高温转变类型与特点,并对两类合金显微组织高温转变行为差异作了深入对比与分析,结合团队近年的研究成果综述了典型相、组织的高温转变机理、影响因素与调控方法。展望了TiAl合金显微组织高温演变方面今后应进一步深入开展的研究方向,以期为高承温TiAl合金的组织、成分设计与应用提供一定的参考。 展开更多
关键词 tial合金 β_(o)/B2 组织 稳定性 相变 调控
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新型γ-TiAl合金粉末热等静压数值模拟及显微组织调控
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作者 高文强 楚玉东 +4 位作者 郭亚山 周东妍 刘艳 冯菁铭 王艺超 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期1-5,共5页
传统铸造工艺制备TiAl合金存在成分偏析、组织不均匀及易开裂等问题,限制了其进一步应用。本文采用粉末热等静压法制备TiAl合金,结合数值模拟和试验,研究了TiAl合金粉末体在热等静压过程中致密度变化规律,以及合金显微组织与力学性能的... 传统铸造工艺制备TiAl合金存在成分偏析、组织不均匀及易开裂等问题,限制了其进一步应用。本文采用粉末热等静压法制备TiAl合金,结合数值模拟和试验,研究了TiAl合金粉末体在热等静压过程中致密度变化规律,以及合金显微组织与力学性能的关系。结果表明:在热等静压工艺1280℃/170 MPa/4 h条件下,TiAl合金锭无裂纹、孔洞等缺陷,主要由细小α_(2)和γ晶粒组成,呈近γ组织特征。粉末体芯部和边角区域致密度变化滞后于边部。结合简单热处理工艺可调控出双态和片层组织特征,合金显微硬度由初始态329.5HV最高提升至482.5HV。 展开更多
关键词 粉末热等静压 tial合金 热处理 显微组织 显微硬度
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