热处理工艺对铸造TiAl基合金组织及性能的影响.pdf

《热处理工艺对铸造TiAl基合金组织及性能的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、文章编号:２０９５－１２４８(２０１７)０２－００４９－０６热处理工艺对铸造ＴｉＡｌ基合金组织及性能的影响包春玲ꎬ张有为ꎬ赵军ꎬ谢华生(沈阳铸造研究所钛部ꎬ沈阳１１００２２)摘要:设计并研究了淬火＋回火＋短时高温处理的热处理工艺对Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金微观组织和力学性能的影响ꎮ首先采用８０ｋｇ真空自耗凝壳炉浇注了Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金试棒ꎬ经热等静压处理后ꎬ进行淬火＋回火＋短时高温的热处理ꎮ其中淬火为１３９０℃下保温１０ｍｉｎ后分别采用油冷、水冷和空冷的不同冷却方式ꎻ回火处理为１２３０℃下保温６ｈꎻ短时高温处理选择１３２０℃下保温８ｍｉｎꎮ研究

2、结果表明热等静压后Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金经淬火(水冷)＋回火＋短时高温处理热处理ꎬ晶粒尺寸可细化到３０~５０μｍꎬ力学性能得到提高ꎮ关键词:热处理ꎻＴｉＡｌꎻ组织ꎻ性能中图分类号:ＴＧ１５６?１文献标志码:Ａｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－１２４８.２０１７.０２.００９ＥｆｆｅｃｔｏｆｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴｉＡｌ￣ｂａｓｅｄａｌｌｏｙＢＡＯＣｈｕｎ￣ｌｉｎｇꎬＺＨＡＮＧＹｏｕ￣ｗｅｉꎬＺＨＡＯＪｕｎꎬＸＩＥＨｕａ￣ｓｈｅｎｇ(ＴｈｅＴｉｔａｎｉｕｍＡｌｌｏｙ

3、ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔꎬＳｈｅｎｙａｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｕｎｄｒｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ１１００２２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｑｕｅｎｃｈｉｎｇ＋ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ＋ｓｈｏｒｔ￣ｔｉｍｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅＴｉ￣４８Ａｌ￣２Ｃｒ￣２Ｎｂａｌｌｏｙｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄ.ＴｈｅＴｉ￣４８Ａｌ￣２Ｃｒ￣２Ｎｂａｌｌｏｙｔｅｓｔｂａｒｓｗｅｒｅｍｅｌｔｅｄａｎｄｃａｓｔｅｄｕｓｉｎｇａ８０ｋｇｃｏｎｓｕｍａｂｌｅｖａｃｕｕｍｓｋｕｌｌｆｕｒ

4、ｎａｃｅ.Ａｆｔｅｒｈｏｔｉｓｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｉｎｇ(ＨＩＰ)ꎬｔｈｅｂａｒｓｗｅｒｅｔｒｅａ￣ｔｅｄｂｙｄｅｓｉｇｎｅｄｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ.Ｆｏｒｑｕｅｎｃｈｉｎｇꎬｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｏｌｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｉｎｃｌｕｄｉｎｇｏｉｌｃｏｏｌｉｎｇꎬｗａｔｅｒｃｏｏｌｉｎｇａｎｄａｉｒｃｏｏｌｉｎｇａｆｔｅｒ１０￣ｍｉｎｈｏｌｄｉｎｇａｔ１３９０℃.Ｔｅｍｐｅｒｉｎｇｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄａｔ１２３０℃ｆｏｒ６ｈ?８￣ｍｉｎｈｏｌｄｉｎｇａｔ１３２０℃ｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｓｈｏｒｔ

5、ｔｉｍｅｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬｔｈｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｆＴｉ￣４８Ａｌ￣２Ｃｒ￣２Ｎｂａｌ￣ｌｏｙｃｏｕｌｄｂｅｒｅｆｉｎｅｄｔｏ３０μｍ~５０μｍａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｓｗｅｌｌ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔꎻＴｉＡｌꎻｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎻｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ室温塑性低、热塑性变形能力差和在８５０℃中一个富有挑战的前沿课题ꎮ

6、根据大量学者的研以上抗氧化能力不足这三大缺陷是阻碍ＴｉＡｌ基究可知:细化晶粒是提高ＴｉＡｌ基合金力学性能的[１－２]合金实用化的主要障碍ꎬ其中铸态ＴｉＡｌ基合重要手段ꎮ目前细化ＴｉＡｌ基合金晶粒的方法主[３－４]金塑性低ꎬ是阻碍其作为高温结构材料实际应用要有:粉末冶金法、添加晶粒细化剂法[５－６][７－８]的最大障碍ꎮ如何提高其室温塑性ꎬ是材料科学(ＴｉＢ２ꎬＢＮ等)、热机械处理法和直接热收稿日期:２０１６－１２－２５作者简介:包春玲(１９８０－)ꎬ女ꎬ辽宁朝阳人ꎬ高级工程师ꎬ主要研究方向:钛合金工艺设计及研发ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｂａｏｃｈｕｎｌｉｎｇ０３２３＠１２６?ｃ

7、ｏｍꎮ５０沈阳航空航天大学学报第３４卷[９－１２]处理法ꎮ热处理是改善ＴｉＡｌ基合金内部质量和显微组织的重要手段ꎮ通过热处理手段ꎬ调１试验方法及过程整热处理参数ꎬ细化组织ꎬ提高塑性ꎬ对加速ＴｉＡｌ基合金实际应用的进程具有重要的理论与实际意１?１实验材料义ꎮ本文根据Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ合金热等静实验用ＴｉＡｌ基合金为Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ压后的组织状况以及热处理原理设计热处理工艺(ａｔ?％)ꎬ其名义化学成分为Ｔｉ－３３?３Ａｌ－２?６７Ｃｒ参数ꎮ通过调整淬火阶段的冷却方式ꎬ设计淬－４?７８Ｎｂ(ｗｔ?％)ꎬ其中Ａｌ含量变化范围在火－回