碳含量对tial合金凝固组织及性能的影响

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1、硕士学位论文碳含量对TiAl合金凝固组织及性能的影响EFFECTOFCARBONCONTENTONTHEMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFTIALALLOY刘浩哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG146.2学校代码：10213国际图书分类号：621.74密级：公开工学硕士学位论文碳含量对TiAl合金凝固组织及性能的影响硕士研究生：刘浩导师：田竟副教授申请学位：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：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG146.2U.D.C:621.74Dissert

2、ationfortheMasterDegreeinEngineeringEFFECTOFCARBONCONTENTONTHEMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFTIALALLOYCandidate：LiuHaoSupervisor：Asso.Prof.TianJingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsprocessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：

3、June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文采用水冷铜坩埚感应熔炼炉以及离心铸钛机制备不同含碳量的TiAl合金铸锭及相对应成分的棒状试样与阶梯试样。将合金铸锭不同部位进行线切割，然后经过抛光腐蚀之后观察其宏观形貌，并借助XRD和SEM等试验方法对合金铸锭与浇注试样进行测试分析，同时对浇注试样进行硬度与拉伸试验，通过观察分析不同含碳量TiAl合金铸锭以及离心浇注阶梯试样不同部位宏观形貌、显微组织和力学性能来研究碳元素对TiAl合金显微组织及力学性能的影响。通过

4、对铸锭宏观形貌与显微组织分析发现，当未添加碳元素时，TiAl合金铸锭组织为粗大的柱状晶；加入较少的碳元素（0.3at.%）时，合金铸锭显微组织得到细化，但未出现明显的析出相；随着含碳量的增多，晶粒进一步细化，并有尺寸较小的析出相出现，此时合金铸锭成分较为均匀，性能较好；当含碳量过多时，由于析出相数量增多，而且尺寸较大，合金性能恶化。在不同离心转速条件下对含碳TiAl合金阶梯试样（厚度分别为1mm、2mm和4mm）进行浇注发现，离心转速较低时，合金凝固过程较为缓慢，晶粒有长大的时间，因而晶粒比较粗大；而离心转速过快时，会加大熔体对型壳的冲击，影响其力学性能。冷却速度较慢时，合金凝固时

5、间较长，晶粒粗大；而冷却速度过快，使得合金出现应力集中等，影响其力学性能。不同的凝固路径合金的显微组织不同。碳元素的加入可以促进TiAl合金的α转变，使合金胞状显微结构过渡为层片状，获得组织较为均匀的TiAl合金浇注试样。冷却速度对TiAl合金显微组织结构影响也较为明显。关键词：TiAl合金;碳含量;离心转速；冷却速度；凝固路径-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthepaper，watercooledcoppercrucibleinductionmeltingfurnaceandcentrifugalas-castmechanismhadbeenadopted

6、toprepareofTiAlalloyingotcastingandthecorrespondingcomponentrodsampleandLaddersample.Thencutthedifferentpartsofthealloyingotforwirecutting.Finally，themorphologywasobservedafterpolishingcorrosion.TestanalysisofalloyingotcastingandcastingsamplehadbeentestedwiththeaidofXRDandSEMtestmethod.Besides

7、，Hardnessandtensilehadbeentested.thecarboncontentofTiAlalloymicrostructureandperformancehadbeenstudiedbyobservingtheanalysisofdifferentcarboncontentTiAlalloyingotcasting.Throughtheanalysisofmacroandmicrostructureorganization，TiAlalloyin