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凝固速率对TiAl合金取向微观组织的影响(4)

时间:2018-07-19 21:41来源:毕业论文
如上所述,Ti-Al合金显微组织的片层取向一定程度决定其力学性能。因此,为了获得良好的力学性能控制Ti-Al合金显微组织的片层取向就具有重要的意义。


    如上所述,Ti-Al合金显微组织的片层取向一定程度决定其力学性能。因此,为了获得良好的力学性能控制Ti-Al合金显微组织的片层取向就具有重要的意义。研究片层取向必须先搞清楚片层的构成,如前所述可知,片层组织由γ和α2构成,γ相和α2相是由相变得到的,如前面所分析的相变过程。然而相变的初始凝固相对于γ和α2的形成过程有影响。一般,当β相为初生相时,根据图1.4[28]所示,生长方向为竖直,体心立方结构的β相将会沿着图中两个面的方向生长,因而呈0°或45°;当α相为初生相时,密排751方结构的α相使平行的生长方向与最终的片层组织垂直。可以看出初生相不同对应的片层取向也不同[33],而另外一种方法就是籽晶法,选择一种材料来作为原始的生长方向的模版,使最终得到的组织的片层取向与原始材料的片层取向相同。
 
图1.4  分别以α和β为初生相时的片层取向[28]
(a)α相,(b)β相
1.3.2.1  籽晶法定向凝固
如前所述,籽晶法是一种控制定向凝固合金片层取向的方法。通常是制备取向良好的全片层组织的理论基础[34]。籽晶法就是一种类似种子的方法,选取具有择优取向的使最终微观片层组织及取向与籽晶保持一致,并平行于生长方向。根据位向关系要想实现籽晶法,必须要控制α先析出相的取向。杨慧敏等[35]研究表明,籽晶材料的选择必须满足一定的条件,其中较重要的就是α相必须为初生相,并且其取向与生长方向的夹角应为90°。同时必须强制α相沿着籽晶方向生长,而该方向为非择优取向[33],如图1.5所示[36]。用籽晶材料先制备出90°片层取向的合金铸锭,截取其一小部分将其倒转90°,再利用光学浮区法进行定向凝固。最终可以获得具有与籽晶取向保持一致的片层组织。
目前David 等[37]采用成分为Ti-43Al-3Si的α籽晶,采用光学浮区法,对成分范围45-49Al的合金进行定向凝固。结论如下:β相如果想领先于α相形核和长大,必须控制Al含量,以及生长速率在一个合适的区间。
丁贤飞等人[38]利用籽晶法的原理,尝试了另外一种方法来控制组织的片层取向。他们选用了控制β相为先析出相得到籽晶材料,这次不是调整90°而是将试棒翻转180°,最终也可以得到与原来籽晶材料取向相同的片层组织。 凝固速率对TiAl合金取向微观组织的影响(4):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_19888.html
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