机械合金化与热压烧结制备tial基合金的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要金属间化合物作为有潜力的高温结构材料已展现出了优良的性能。特别是TiAI基合金，是一种非常有潜力的航空航天用高温结构材料。与Ni基高温合金相比，TiAI基合金具有密度低，高温强度高，抗氧化性能好等优点。但Tim基合金室温延性很低，加工成形非常困难，从而阻碍了其广泛的使用。因此目前的研究工作主要集中在解决室温延性低的方面上。机械合金化(MA)作为一种粉末冶金方法可以获得具有超细晶粒结构的材料。因此利用机械合金化法制备的TtAI基合金有望提高其室温延性和可加工性。本论文的主要工作是利用机械合金化

2、与热压烧结制备TtAl基合金，并研究其显微组织及力学性能。首先采用扫描电镜(SEM)、X．ray衍射和示差扫描量热法(DSC)研究了Ti-48at％Al混合粉末机械合金化过程中的显微组织演变。结果表明：随着球磨过程的进行，Ti-48at％A1颗粒逐渐等轴化，粒度变小并逐渐细化至纳米尺寸，粒度分布变窄。在此过程中并没有发现Ti-A1金属间化合物的形成。此外研究了高能球磨Ti／AI混合粉热压烧结过程的致密化行为，并进行了热压烧结热力学和动力学分析。结果表明，与增加烧结压力、提高烧结温度或延长烧结时间的作用相同，高能球磨对砸

3、，舢混合粉末热压烧结过程的致密化具有促进作用，且效果更加显著。球磨时间越长，烧结体越致密。以球磨40h的粉末为原料，经1300℃热压烧结可获得密度为3．971g／em3，致密度高达99．．55％的Ti舢基合金。最后研究了利用机械合金化和热压烧结制备的TiAI基合金的显微组织及其力学性能。结果表明，采用此方法能制备出成分均匀，显微组织细小的TiAl基合金。粉末冶金TiAI基合金的力学性能与其显微组织有密切的关系，显微组织越细小，其室温强度及延性越高。关键词：TiAI基合金，机械合金化，热压烧结，显微组织，力学性能武汉理工

4、大学硕士学位论文AbstractIntermetatliccompoundspossessmanyattractivepropertiesforlpotentialhightemperatureapplications．Titaniumaluminide—basealloys，inparticular,havebeenpotentiallydevdopedforuseinthermalprotectionsystems，enginesandaircraftturbines．Thesealloyofferthecombi

5、nationoflowdensitBattractivehigh-temperaturepropenicsandhigh—specificpropertiescomparedtotheincumbentNi-basesuperalloys．AmajordisadvantageofTiAlalloys，however,istherepoorroom-temperatureductilityandworkability．SuchlowRTductilityposesamajorobstacletothewidespread

6、useofthesematerials，andrecentstudiesanddevelopmentshavefocusedonovercomingthisproblem．Mechanicalalloying(MA)isknownasapowdermetallurgyprocessingrouteforproducingcompactswithanultrafinegrainstructure．Therefore，titaniumaluminidesproducedbyMAaleexpected。toexhibitim

7、provedworkabilityatadecreasedtemperature．ThemajourworkofthisstudyisThemajourworkofthisstudyispreparationofTiAl一basealloysbymechanicalalloyingandhot—pressingsinteringoandtheirmicrostructureandmechanicalpropertiesstudied．Atfirst，blendedpowderwiththenominalcomposit

8、ionTis2A14swasmechanicallyalloyedinaplanetaryballmilling．Thestructureevolutioninthepowderwascharacterizedbyscanningelectronmicroscope，X-raydiffractionanddifferentialt