tial合金片层组织的形成机理及摩擦磨损性能的研究

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1、工学硕士学位论文TiAl合金片层组织形成机理及摩擦磨损性能研究STUDYONFORMATIONMECHANISMOFLAMELLARMICROSTRCTUREANDFRICTIONANDWEARPROPERTIESOFTiAlALLOY耿明哈尔滨工业大学2008年6月图书分类号：TG146.2+3U.D.C.:669.295工学硕士学位论文TiAl合金片层组织形成机理及摩擦磨损性能研究硕士研究生：耿明导师：孙东立教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2008年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TG1

2、46.2+3U.D.C.:669.295DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringSTUDYONFORMATIONMECHANISMOFLAMELLARMICROSTRUCTUREANDFRICTIONANDWEARPROPERTIESOFTiAlALLOYCandidate：GengMingSupervisor：Prof.SunDongliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceSchoolofMaterialsScien

3、ceandAffiliation：EngineeringDateofDefence：June,2008Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文选用浸渗-反应合成方法制备的Ti-50Al合金，通过OM、SEM及TEM等手段，系统地研究了热处理过程中的升温速率、保温温度、保温时间及冷却方式等重要因素对该合金组织和性能的影响，并提出一种简单高效的热处理工艺使Ti-50Al合金组织获得细小均匀的全片层组织，同时对片层组织形成机理进行了分析。此外，本文还研究了不同载荷和滑

4、动速度下Ti-50Al合金的摩擦磨损特性和机理。研究结果表明，Ti-50Al合金组织致密，没有较大孔洞和缺陷，材料成分均匀，几乎没有偏聚现象发生。热处理工艺研究表明：Ti-50Al合金在1400℃以上短时间保温缓慢冷却即可形成晶粒大小为150μm左右的片层组织，而利用快速升温双温热处理工艺则可以将其细化至30μm左右，实验时最佳的热处理工艺为：(快速升温)1250℃×3h空冷+(快速升温)1400℃×5min炉冷。Ti-50Al合金的片层组织由单个α片和多个γ片组成，γ相在α()α相22上析出，通过切变机制形成6种不同位相，构成真孪晶、伪孪晶、有序筹等界面特征，随后γ相长

5、大形成较大片层。此外，γ相也在αγ和γγ界面处2析出，形成细小的片层。摩擦磨损试验结果表明：当滑动速度在1.0m/s以下时，具有片层组织的Ti-50Al合金的摩擦系数保持在0.5左右不变，磨损量随载荷和滑动速度的增大而增大，磨损机制主要为磨粒磨损；而当滑动速度大于1.5m/s时，其摩擦系数升高，磨损量急剧下降，磨损机制发生变化，以对磨盘的氧化磨损和粘着磨损为主。与铸态合金相比，具有片层组织的Ti-50Al合金具有较好的耐磨性，且在低速时具有较好的摩擦稳定性。关键词Ti-50Al；热处理；片层组织；摩擦磨损-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthepap

6、er,Ti-50Alissuccessfullyfabricatedbytheinfiltration-reactionsynthesismethod,itisstudiedthatinfluenceofheatingspeed,temperature,time,coolingspeedandotherimportantfactsonthemicrostructureandpropertiesbyOM,SEM,TEMandsoon.Asimpleandefficientheat-treatmentprocessingisdeterminedtomakeTi-50Alall

7、oywiththefineandhomogeneousfull-lamellarmicrostructure.Besides,itisanalyzedtotheformingmechanismoflamellarmicrostructure.Furthermore,thepropertiesandthemechanismsoffrictionandwearofTi-50Alalloyinthedifferentloadsandslidingspeedsarestudiedinthepaper.Theresultsshowtha