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鈦鋁合金鑄錠冶金技術存在的問題

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-5-31 18:29:38
鋁合金具有密度小、比強度高和高溫性能較好等優點,但也存在的難熱加工塑性變形性、低的室溫延性、以及850℃以上抗氧化能力不足等缺陷。至今仍然阻礙著這種材料投入實際應用。被認為是一種理想的、富有研究開發應用前景的航空航天用新型高溫結構材料。
 
鈦鋁合金鑄錠冶金技術存在鑄錠成分偏析和組織不均勻等問題;快速冷凝技術制備的鈦鋁合金粉末,化學成分穩定,工藝性能良好,但隨著熱處理溫度的變化,粉末的顯微結構和顯微硬度會發生相應變化復合材料技術制備的鈦鋁合金顯示出良好的強化性能,但橫向性能、環境抗力等問題仍有待解決;粉末冶金法可制備組織均勻、細小的制件,且可實現制件的近凈成形,可有效解決鈦鋁金屬間化合物合金難于加工成形問題。其中,嚴重的室溫脆性問題尤為突出。目前主要制粉方法有兩種:元素粉末法和鈦鋁預合金粉法。目前國內學者多采用元素粉末法制備鈦鋁合金。鈦鋁合金的制備加工技術主要有如下幾種:(1)鑄錠冶金技術;(2)粉末冶金技術;(3)快速冷凝技術;(4)復合材料技術。
 
研對表明,顯微組織顯著地影響著鈦鋁基合金的室溫力學性能,獲得均勻、細小的雙態組織的試樣表現出較高的室溫力學性能,特別是室溫延性。然而,鈦鋁基合金鑄態組織為粗大柱狀的α2/γ層片狀晶團,只有通過熱壓力變形才能使之破碎。可是,鋁基合金層片狀晶團熱變形時表現出力學性能和變形亞結構的各向異性,以及鋸齒狀晶界對晶粒轉動抑制性,致使各個晶團在熱變形整個過程中表現出變形亞結構單調性。所以,總存在部分粗大層片狀晶團的層片結構在熱變形之后仍然保持完好。并且,鈦鋁基合金熱變形流變應力高,試樣與壓頭之間摩擦力很大,造成試樣內應力不均勻。存在著局部區域上應力很低,此處材料經歷的熱變形性不明顯,粗大層片狀晶團仍然保持。正是因為鈦鋁基合金熱變形過程的復雜性,其熱變形試樣上總存在著部分粗大的、未被熱變形破碎的層片狀晶團,它們在隨后兩相區加熱時表現出高的顯微組織熱穩定性而難以得到細化。為了得到均勻、細小的熱變形組織材料進行進一步研究,不得不有選擇性地從鍛坯上取樣。此外,由于鋁基合金熱塑性低,導致鍛坯周邊及上、下表面形成大量縱深裂紋、以及均勻的熱變形組織只是部分地存在,所以,鍛坯的成材率很低,并時常由于所取試樣中夾帶個別粗晶,而導致力學性能差。
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