熔渗扩散法制备ti-al系金属间化合物

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1、东北大学硕士学住论文摘要熔渗一扩散法制备Ti．A1系金属间化合物摘要为实现低成本金属间化合物材料的制备，源于毛细管力作用下低熔点会属能向高熔点多孔金属中浸渗的构想，本文提出了一种简单易行的金属间化合物制备技术⋯馆渗。扩散法。该方法是建立在粉末冶金法、自蔓延高温合成以及扩散技术基础上的一种新型制各金属间化合物材料的方法，其优点是：1)避免了熔炼法中耍加热到各组元熔点以上的高温度；2)很容易获得致密的双金属复合材料，为改善金属间化合物的塑性和韧性提供了可能的途径；3)熔渗后仅需进行扩散退火处理就可以制备出所需要的金属州化合物。首先，利用熔渗．扩散法制备了Al含量分别为46％、

2、48％、52％和68％(原子百分比)的Ti．A1系金属间化合物，并分析了熔渗。扩散法的反应过程及其机制。结果表明，在600～700。c的熔渗和初始的燃烧反应过程中，只有TiAl3相生成，只有进⋯步的扩散退火才能使Al原子继续扩散，生成其他的n．Al系金属间化合物。其次，利用粉末冶金法制备了Al含量分别为25％、43％和52％(原予百分比)三种成分的Ti．Al金属间化合物，并探讨了粉末冶金法制备过程的燃烧反应机制。结果表明：燃烧反应分为三个阶段：1)固．固反应(燃烧前反应)、2)液．围反应(燃烧反应{；{『期)、3)圈．阎反应(燃烧反应后期)。同样，也要经过最终扩散退火才能

3、生成所需要的金属蝴化合物。最后，将两种制备方法制取得的金属问化合物进行了压缩性能测试，试验温度为室温、923K、973K和1023K，利用扫描电镜对断口进行了观察，并分析了其压缩变形过程的断裂机制。结果表明：材料在室温压缩时只有加工硬化作用，应力增加很快，Ti一25A1在0．005so的应变速率下，屈服极限达到627MPa，并且很快断裂。在相同的应变速率下，温度越高，变形所需的应力峰值越低，相同应变下的应力也越小；在相同的温度下，应变速率越大，所需的应力也越太；在相同应变速率和相同温度下，Ti一46A1的真应变都比Ti，25A1大，即双相(y+a：)的塑性和断裂韧性比单相

4、(口2)的大，其中Ti一46AI在972K的真应变达到了35％。金属闯化合物的断口呈现脆性断裂特征，主要为沿晶脆性断口和穿晶解理断裂。关键词金属间化合物熔渗．扩散法燃烧合成压缩变形机制．．III．东北大擘硕士学位论文ABSTRACTFabricationofTi-AIIntermetallicCompoundsbyMeltInffitration-diffusionTechniqueAbstractInordertorealizethelow-costfabricationofintermetalliccompounds．flsimpleandpracticablepro

5、cessingroute，meltinfiltration·diffusiontechnique，wasproposed，whicharisesfromtheconceptofinfiltrationoflowmelting-pointmetalintotheporousmetalwithhighmelting—point．Thismethodisanewlydevelopedprocessingroutetofabricateintermetatliccompoundsonthebasisofpowdermetallurgy,self-propagatinghi曲-te

6、mperaturesynthesisanddiffusiontechnology．Ithasthefollowingadvantages，e．g．i)noneedtOheattOthetemperatureabovethemeltingpointofindividualmetal，ii)easytoobtaindensedual—phasemetal·metalcompositesandapossiblewaytomodifytheplasticityandductilityofintermetallics，iii)imtermetaUicsachievedbyonlyd

7、iffusionannealingaftermeltinfiltration．Firstly,theTi一46A1，Ti-48A1，Ti一52A1，Ti-68A1intermetallicswerefabricatedbymeltinfiltration-diffusiontechniqueandthereactionprocessandmechanismanalyzed．TheresultsshowthatonlyTiM3formedduringmeltinfiltration砒600-700"Candotherinterm