快速凝固al-fe-cr-ti耐热合金组织和性能的研究

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1、+国内图书分类号：TG146.23学校代码：10213国际图书分类号：620.18密级：公开工学硕士学位论文快速凝固Al-Fe-Cr-Ti耐热合金的组织与性能研究硕士研究生：吴静导师：沈军教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学+ClassifiedIndex:TG146.23U.D.C:620.18DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringMICROSTRUCTUREANDMECHANICALPROPERTIESOFRAP

2、IDSOLIDIFIEDAl-Fe-Cr-TiELEVATEDTEMPERATUREALLOYCandidate：WuJingSupervisor：Prof.ShenJunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：July,2012Degree-Conferring-Institution：Ha

3、rbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要纳米准晶颗粒增强的快速凝固Al-Fe-Cr-Ti耐热合金具有轻质、高强、耐高温的优点，可以广泛应用于航天、航空领域。近年来，科研工作者对快速凝固Al-Fe-Cr-Ti合金制备工艺及微观组织进行了相关研究，但都处于实验室探索阶段。本文针对合金的热稳定性及微观组织强化机理的问题，采用快速凝固-粉末冶金方法制备Al93Fe3Cr2Ti2耐热合金，使用SEM、XRD和TEM等手段深入研究了二十面体准晶相在热处理过程中的相转变，及弥散相的大小、分布对合金性能的影响，并获得较

4、优的制备工艺。随着冷却速率降低，Al93Fe3Cr2Ti2气雾化合金粉末第二相演变过程为：二十面体准晶相(i-phase)；Al3Ti相；Al13Fe4和Al13Cr2相，凝固过程由非平衡凝固向平衡凝固转变，最后i-phase消失。气雾化合金中存在纳米准晶与非晶基体共存区域。采用系列倾转方法获得i-phase各旋转对称轴之间的夹角、、分别为31.2°、23.4°和39.4°；且在Al93Fe3Cr2Ti2合金系中首次观察到二十面体孪晶(icosahedraltwins)结构。合金加热到450℃时，i-ph

5、ase长大，Al基体晶界处析出Al13Cr2及Al13Fe4相，存在较多层错及孪晶结构；500℃时i-phase发生相转变：i-phase→α-Al+Al3Ti，转变产物存在共格取向关系α-Al[-112]∥L12-Al3Ti[-111]，α-Al[10-1]∥D022-Al3Ti[10-1]。采用气雾化制粉、包套除气、冷/热等静压、挤压/轧制等方法制备了Al93Fe3Cr2Ti2合金，晶粒为亚微米级，第二相尺寸为纳米级。挤压态合金遗传了气雾化粉末的部分快速凝固组织特点，微观组织为条带状，第二相包括i-phase和金属间化合物颗粒。轧制态合金微观

6、组织均匀，第二相为金属间化合物相。快速凝固Al93Fe3Cr2Ti2合金综合性能优异：挤压态合金HE-2样品室温和300℃时抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为578MPa、533MPa、4.8%和385MPa、356MPa、4%；轧制态MR-2样品室温和300℃时抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为675MPa、577MPa、4.8%和348MPa、288MPa、11.5%。延伸率随温度升高先上升、后下降、最后上升，200℃时存在中温脆性现象。关键词：Al-Fe-Cr-Ti，快速凝固，二十面体准晶，相转变，力学性能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文A

7、bstractNanoquasicrystallineparticlereinforcedAl-Fe-Cr-Tielevatedtemperaturealloydrawgreatinterestinaerospaceandaviationindustryduetoitsoutstandingproperties,suchas,lowdensity,highstrengthandhightemperatureresistenceupto350℃.Recently,researchersallovertheworldpaidlotsofattenti

8、ontoitsproductionprocessesandmicrostructuralcharacterations.However,