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时间:2019-05-23
《Ti,2AlCTiAl复合材料的高温性能研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、济南大学硕士学位论文摘要本文首先采用热爆反应合成法制备了TiAl及TiAl(Nb、B)金属间化合物粉末,利用放电等离子烧结技术(SPS),原位制备了Ti2A1c/TiAl和Ti2Alc/TiAl(Nb、B)复合材料,并对Ti2AlC/TiAl(Nb、B)复合材料进行了快速升温热处理。Ti2A1C厂nAl和Ti2A1C/TiAl(Nb、B)复合材料的显微组织为等轴近Y组织,其断裂方式为沿晶断裂与穿晶断裂共存的混合模式:热处理后材料的显微组织由等轴近Y组织转变为双态组织,断裂方式为穿晶解理断裂。用氧化增重法研究了复合材料在900℃和100
2、0℃的高温抗氧化性能,利用xRD、SEM、EPMA等分析手段研究了氧化试样的表面和横截面。结果发现,Ti2AlC,riAl、Ti2Alc/TiAl(Nb、B)及热处理后Ti2Alc厂nAl(Nb、B)复合材料试样的氧化产物主要为Ti02和A1203的混合物,呈现多面体规则排布,氧化层分层现象不明显,在试样的氧化层与复合材料交界处存在孔洞。掺加Nb、B后复合材料v组织明显细化,材料的抗氧化性能明显提高,1000℃氧化30h时氧化层厚度为50~60“m,未掺入Nb、B时其厚度约为170¨m。Nb原子在高温时向表面层富积形成富Nb层,阻挡氧
3、原子的继续渗入,提高材料的抗氧化性能。显微组织的不同不会从根本上改变恒温氧化产物,只能引起氧化物中各氧化物含量的微小变化。利用残余强度法研究了复合材料在热震温差200~800℃的抗热震性能,发现,Ti2AlC/TiAI(Nb、B)复合材料在△T为400℃时强度下降不明显,还保留有原始强度的95.46%,当△T为500℃时强度已明显下降,此时强度仅为热震前的50%,此后随着热震温差的升高,强度逐渐下降,但下降的幅度减慢。热处理后材料的热震温差明显提高,热震温差△T为500℃。随着热震温差的升高,结构变得疏松,试样中的孔洞逐渐增多并增大,
4、材料中出现微裂纹,导致热震后材料强度的下降:材料的断裂模式由热震前的穿晶断裂转变为热震后的沿晶断裂。原位生成的Ti2AlC增强相以及掺加的微量元素B可以细化Ti2Alc/TiAl复合材料的热处理组织,细化晶粒可以提高断裂韧性,提高材料抗热震性能。Nb可以进入TiAl和TiC晶格,生成州b,Ti)2AlC,对材料起固溶强化作用。关键词:Ti2AlC/TiAl,复合材料,高温,抗氧化性,抗热震性Tj2Alc/TiAI复合材料的离温性能研究AbstractInthisthesis,theheatburstmethodwasusedtocom
5、poseTiAlandTiAl(Nb、B)basedalloypowder,thesparkplasmasinte^ng(SPS)technologywasusedtof萏bricateTi2AlC/TiAlin—situreactioncomposites.Ti2AIC/TiAl(Nb、B)compositeswereheatedby吐=【emethodoffapidheatingheattreatmenlThemicrostructuresofTi2AIC/TiAlandTi2AlC厂nAl(Nb、B)compositesaren
6、earVmicrostructure.ThefracturemodeofcompositescomprisestransgranularcleaVagefractureandintergranularfracture.ARerrapidheatingheattreatment,compositesobtainduplexmicrostmctures,arldthefiacturemodewastrallsgraIlularcleavagefracture.Theoxidationresistancepropeniesat900℃and
7、1000℃werestudiedbythemethodofaddingwei曲t,xRD、SEM、EPMAajlalysismethods、vereusedtostudysurfaceandoxidescross-sectionofoxidationsamples.It’sshownfhattheoxidationproductionofTi2AlC/TiAl、Ti2AlC,丁iAl(Nb、B)andaRerrapidheatingheattreatmentTi2AlC/TiAI(Nb、B)compositeswe诧t
8、1emiXtl
9、lreofTi02andAl203,thejayeredphenomenonwasnotclcar’theproductionwerepolyhedron,andtherewasmuchholesattheinterfa
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