材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)論文-wenkub
2022-11-05 18:18:51 本頁面
【正文】 ）在α相內(nèi)由于其元素分布不均勻致使有些區(qū)域達(dá)到β相成分形成β相 , 冷卻到室溫時出現(xiàn)在片層團(tuán)內(nèi)而形成的偏析 ,稱為α 2偏析。然而，鑄錠組織的不均勻和 TiAl 較低的抗失效能力使鑄錠材料的熱加工變得困難。準(zhǔn)確控制成分和優(yōu)化工藝可以減少偏析和形成β相 [8]。 金屬學(xué)知識告訴我們，要想通過擴(kuò)散退火工藝消除鑄態(tài)合金中的偏析而本次試中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 驗(yàn)的目的是要消除 TiAl 合金中的β相偏析，就必須要保證足夠高保溫溫度和足夠長的保溫時間。最后在相同條件下，不同原子半徑的原子的擴(kuò)散速度也不一樣。 課題的意義 由于鑄態(tài)高鈮 TiAl 合金的偏析現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而且高鈮 TiAl 合金還沒有大尺寸鑄錠出來，所以對于高鈮 TiAl 合金偏析研究的比較少。而大尺寸鑄錠具有細(xì)小的片層組織，所以直接消除了偏析就能夠獲得良好的組織和使用性能，另外消除了偏析以后，合金在隨后的鍛造過程中就可以僅僅考慮鍛造尺寸，不用考慮鍛造以后的組織。通過用真空自耗電極凝殼熔 鑄爐，直接在融化電極上配制合金，經(jīng)一次熔煉后澆鑄成鈦合金鑄件。它不僅用于重熔活性金屬和耐熱難熔金屬，而且也用于重熔使用要求較嚴(yán)格的高溫合金 [1]。 試驗(yàn)用樣是從鑄錠中心 (避免邊緣組織的異常長大對試驗(yàn)結(jié)果的影響 )線切割出若干厚度約為 10mm 的薄片狀試樣。在磨制的過程中要求磨每一道砂紙時方向要一致，磨的時候力求手臂保持水平，防止磨面上出現(xiàn)兩個以上的面。只能看到同一個方向相互平行的劃痕。拋光后試樣的磨面應(yīng)該象鏡子一樣光亮。在試樣腐蝕的過程中由于 HF具有腐蝕性，所以使 用的時候要小心謹(jǐn)慎，條件允許的情況下要帶上橡皮手套。 將三種通過不同的熔煉澆鑄工藝獲得的鑄態(tài)原始組織按照以上所說的方法制成掃描電鏡試樣，利用掃描電子顯微鏡對試樣照掃描電鏡照片 。處于片層團(tuán)晶界處的β相形成的偏析也就是所謂的β 2 偏析 ,也是本次試驗(yàn)要消除的主要偏析。 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 元素 重量百分比 原子百分比 Al Ti Nb 總量 100 100 圖 B 相的鑒定（能譜分析） 同時由圖 3－ 5 還可以明顯的看出來，偏析現(xiàn)象尤其是β相偏析在小尺寸合金中更加嚴(yán)重，偏析的面積以及在整個鑄件中所占的比列都明顯的高于大尺寸合金。 因此消除小尺寸合金的偏析成了本文研究的重點(diǎn)。 工藝 2：對鑄態(tài)下的合金在α單相 區(qū)（ 1350℃）溫度下分別退火 3 小時和 6 小時。 C 然后保溫 3 個小時后爐冷的程序設(shè)定如下： C01 100 程序起始溫度（176。 C 退火 6 小時的掃描電鏡照片 二．試驗(yàn)過程 11 圖 1350176。 C 退火 3 小時的組織中片層團(tuán)的尺寸大小約為 60181。這樣使得合金的機(jī)械性能得到一定程度的降低，不利于合金強(qiáng)度的提高，這樣將降低消除偏析的效果。 C 退火 3 小時熱處理以后的組織中偏析的尺寸大約為35181。而且通過圖 810 于圖 5 的比較還可以看處。 C 條件下，隨著保溫時間的延長，偏析有較明顯的消除。然后將退火后的試樣磨制成金相試樣。這以上兩個細(xì)節(jié)都說明了β相的消除伴隨著γ相的溶解且兩者都轉(zhuǎn)變?yōu)棣料? 因此我們可以肯定，繼續(xù)增加保溫時間，使得各個β相和γ相的元素擴(kuò)散充分二．試驗(yàn)過程 13 進(jìn)行。 最后再將一組大尺寸試樣投入高溫電阻爐內(nèi)在 1250℃下分別 24 小時和 48 小時，磨制金相試樣并在掃描電子顯微鏡下照相（如下圖）。 由圖 15 的 1250℃保溫 48小時的低倍組織中已經(jīng)看不到明顯的β相，從高倍的組織中也看不到β 2偏析。由于熔煉后的原始鑄態(tài)組織本身就為近片層組織 ,其晶界處分布著一定含量的等軸γ晶粒 ,于是便會出現(xiàn)晶界處β相和γ相 共存的組織特征 [1]。而對于處于片層團(tuán)內(nèi)的β相在兩相區(qū) (α +γ ) 保溫時同樣要發(fā)生元素的擴(kuò)散以及從其周圍的γ和α 2 板條中吸收 Al 形成α ,結(jié)果在片層板條間形成了片層厚度細(xì)小的片層團(tuán) [2]。那些能夠消除小尺寸鑄態(tài)合金中偏析的工藝措施同樣適用于大尺寸的鑄態(tài)合金。在 α單相區(qū)（ 1400176。 α相冷卻到室溫時變成片層厚度細(xì)小的片層團(tuán)。同時我也要感謝我的同學(xué)，是你們讓我一路走來，走的快樂，走的難忘，那些在一起的日子將成為我人生最美好的回憶。 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 本次的畢業(yè)設(shè)計同時得到了實(shí)驗(yàn)室 XXX、 XXX、 XXX 老師的大力支持，最后我還要感謝和我同組的同學(xué)們，他們在畢業(yè)設(shè)計的過程中也給了我很大的幫助。 我首先要感謝我的導(dǎo)師 XXX 老師，在本次畢業(yè)設(shè)計過程中， X 老師投入了很大的精力、花費(fèi)了相當(dāng)多的時間和心血，及時地提供精心指導(dǎo)和熱心幫助。 五．致謝 經(jīng)過半年的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。 Ti 低 Al ,γ相中富 Al 低 Ti 擴(kuò)散退火保溫時要發(fā)生元素的擴(kuò)散以及從其周圍的γ和α 2 板條中吸收 Al 形成α。 C）兩相區(qū)保溫 48 小時得以消除。 五．致謝 16 四 .結(jié)論 ，小尺寸鑄態(tài)高鈮 TiAl 合金組織的偏析要比大尺寸鑄態(tài)高鈮 TiAl 合金組織中的嚴(yán)重。
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