




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、TiAl成分-工藝-組織-性能研究進(jìn)展報告主要內(nèi)容報告主要內(nèi)容一、研究背景與意義典型發(fā)動機(jī)定型年份單位推力(daN.S/Kg)推重比渦輪前端溫度()平均級壓比實(shí)例機(jī)型1960197610071250米格21、F4B1977199710011079135015001.32蘇27、F1619932010110125911155017501.44蘇37、F22、F352010今1251351520180021001.85性能Ti基合金Ti3Al基合金-TiAl高溫合金結(jié)構(gòu)hcp/bccD019L10Fcc/L12密度/g.cm-34.54.14.73.74.27.99.5彈性模量/GPa951151
2、10145160180206屈服強(qiáng)度/MPa38011507009903506008001200斷裂強(qiáng)度/MPa4801200800114044070012501450室溫塑性/%102521014325高溫塑性/%12501020/66010600/8702080/870室溫斷裂韌性/Mpa.m1/212801330123530100蠕變極限/600750750(DP) 950(FL)8001090抗氧化極限/600650800(DP) 950(FL)8701090Ti合金、TiAl合金及高溫合金的性能對比合金成分(原子)制備工藝研究者第一代Ti-48Al-1V-0.3C實(shí)驗(yàn)室研究M.Bla
3、ckman第二代Ti-47Al-2(Cr,Mn)-2NbTi-(45-47)Al-2Nb-2Mn-0.8%TiB2Ti-47Al-3.5(Nb,Cr,Mn)-0.8(Si,B)Ti-47Al-2W-0.5SiTi-46.2Al-2Cr-3Nb-0.2W(K5)鑄造合金鑄造XD鑄造合金鑄造合金鍛造合金GE公司Howmet公司GKSS公司ABB公司Y.W.Kim第三代Ti-47Al-5(Cr,Nb,Ta)Ti-(45-47)Al-(1-2)Cr-(1-5)Nb-(0-2)(W,Ta,Hf,Mo,Zr)-(0-0.2)B-(0.03-0.3)C-(0.03-0.2)Si-(0.1-0.25)O鑄造合
4、金鍛造合金GE公司Y.W.KimTiAl合金的發(fā)展過程已進(jìn)入應(yīng)用狀態(tài)的鑄造-TiAl合金的成分和性能合金%(原子)760140MPa下變形0.5%的時間/hTi-47Al-2Cr-2Nb(GE公司)100Ti-47Al-2W-0.5Si(ABB公司)650Ti-47Al-2Nb-1Mn-0.5Mo-0.5W-0.2SI(USNavy、GE公司)305Ti-47Al-2Nb-2Mn-0.8%(體積)B(Howmet公司)63.5Ti-45Al-2Nb-2Mn-0.8%(體積)B(Howmet公司)16.5Ti-48Al-2Cr-2Nb (GE公司)公司)Ti-47Al-3.7(Nb,Cr,Mn,
5、Si)-0.5B (R-R&GKSS)目前已應(yīng)用的TiAl構(gòu)件(Howmet )Ti-47Al-2Cr-2Nb (GE 公司公司)目前已應(yīng)用的TiAl構(gòu)件GE公司在GE90發(fā)動機(jī)中用鈦鋁合金葉片代替鎳基合金,減輕發(fā)動機(jī)重約200千克目前已應(yīng)用的TiAl構(gòu)件優(yōu)化成分調(diào)整工藝控制組織提高性能二、TiAl合金的成分Al含量對初生相的影響含量對初生相的影響初生相還受凝固條件,和合金元素等的影響TiAl合金三種凝固組織合金三種凝固組織Al含量對力學(xué)性能的影響含量對力學(xué)性能的影響Al含量對力學(xué)性能的影響含量對力學(xué)性能的影響TiAl 合金中主要合金化元素TiAl 合金中合金化元素的作用TiAl 合金
6、中合金化元素的作用TiAl 合金中合金化元素的作用合金化元素對Ti-Al相圖的影響TiAl 合金中合金化元素的作用Al當(dāng)量:為了衡量各合金化元素對凝固過程影響程度的大小。相穩(wěn)定元素其值為正;相穩(wěn)定元素則為負(fù) 不同合金元素的不同合金元素的Al當(dāng)量當(dāng)量相穩(wěn)定元素相穩(wěn)定元素合金元素CSiCrVNbTaMoReWAl當(dāng)量-4.2-2.8+0.1+0.3+0.3+0.3+0.6+0.8+1.0合金化改善 TiAl 合金室溫脆性的基本機(jī)制合金化提高 TiAl 合金強(qiáng)度的基本機(jī)制Nb元素的添加對元素的添加對TiAl合金的影響合金的影響Nb元素的添加對元素的添加對TiAl合金的影響合金的影響高Nb 鈦鋁合金與
7、其他鈦鋁合金的性能比較成分成分aTi-47Al-1Cr-0.9V-2.6Nb-BFLbTi-48Al-2Cr-2Nb-TMPLcTi-48Al-2Cr-2Nb-FLdTi-46.5Al-2Cr-3Nb-0.2W-TMPLeTi-46.5Al-2Cr-3Nb-0.2W-RFLfTi-46Al-8.5Nb-0.2W-FLgTi-45Al-10Nb-FLNb元素的強(qiáng)化機(jī)制元素的強(qiáng)化機(jī)制Nb元素對元素對TiAl其他性能的影響其他性能的影響稀土元素對稀土元素對TiAl合金的作用合金的作用稀土元素對稀土元素對TiAl合金的作用合金的作用稀土稀土Y元素對元素對TiAl合金的作用合金的作用Y 對 Ti-47A
8、l-2Nb 合金枝晶間距的影響Y 對 Ti-47Al-2Nb 合金壓縮性能的影響稀土稀土Y元素對元素對TiAl抗氧化性的研究抗氧化性的研究Y含量在0.3%會有最強(qiáng)的抗氧化性稀土元素對稀土元素對TiAl合金的作用合金的作用稀土元素稀土元素Er和和Gd對對TiAl組織的影響組織的影響合金元素作用Cr1%3%的添加量將提高雙態(tài)合金的塑性;2%可改善熱加工能力及超塑性;8%極大的改善抗氧化能力Mn1%3%可提高雙態(tài)合金的塑性V1%3%可提高雙態(tài)合金的塑性:降低抗氧化性W明顯改善合金的抗氧化性及抗蠕變性Mo可提高細(xì)晶合金的塑性和強(qiáng)度,改善合金抗氧化性Ta改善合金的抗氧化及抗蠕變性能,但增加合金的熱裂敏感
9、性Si0.5%1%改善抗蠕變能力及抗氧化;可提高澆注流動性并降低熱裂敏感性Fe提高澆注流動性及熱裂敏感性B0.5%可細(xì)化晶粒,提高強(qiáng)度及熱加工性;B合金化極大改善鑄造性能C明顯改善抗蠕變性能,但對塑性不利Ni增加流動性P降低氧化速率其他合金化元素對TiAl合金的作用三、TiAl 基合金的組織與性能Ti-Al二元相圖二元相圖TiAl 基合金中的基本相基合金中的基本相單相單相TiAl合金與雙相合金與雙相TiAl合金合金雙相雙相TiAl的顯微組織的顯微組織組織類型特征說明等軸近組織(NG)等軸晶粒+細(xì)小2相非均勻分布等軸晶粒雙態(tài)組織(DP)/2片層團(tuán)+等軸晶粒晶粒尺寸一般較?。?040m)近片層組織
10、(NL)/2片層團(tuán)+少量分布片層團(tuán)間的等軸晶粒片成團(tuán)較大(200500m);晶粒一般小于20m全片層組織(FL)/2片層團(tuán)鑄態(tài)晶粒尺寸多在6001000m;變形組織一般在50300m雙相雙相-TiAl的顯微組織的顯微組織成分%(原子)組織狀態(tài)拉 伸 性 能0.2/MPab/MPa/%Ti-46.5Al-2.5V-1.0CrFL3994281.624.6NL4204601.423.0DP4505354.811.0NG3694271.510.8Ti-48Al-2Cr-2NbFL4540.52030DP480311115Ti-46Al-2Cr-3Nb-0.2WFL4734731.22022DP462
11、4622.811典型典型TiAl合金組織與性能之間的相互關(guān)系合金組織與性能之間的相互關(guān)系典型典型TiAl合金組織與性能之間的相互關(guān)系合金組織與性能之間的相互關(guān)系 Ti-46.3Al-2.5V-1.0Cr 變形合金的組織與性能關(guān)系組織狀態(tài)體積分?jǐn)?shù)/%晶粒尺寸/ms/MPab/MPa/%nLL鑄造態(tài)80204014932.20.085NL7723203514204601.40.048FL10002604074361.90.031DP534753404505354.80.054典型典型-TiAl合金組織與性能之間的相互關(guān)系合金組織與性能之間的相互關(guān)系屈服強(qiáng)度和晶粒尺寸之間滿足屈服強(qiáng)度和晶粒尺寸之間滿
12、足Hall-Petch公式公式屈服強(qiáng)度和片層間距之間滿足屈服強(qiáng)度和片層間距之間滿足Hall-Petch公式公式典型典型TiAl合金組織與合金組織與抗蠕變抗蠕變性能之間的相互關(guān)系性能之間的相互關(guān)系具有以下組織特征的TiAl合金的綜合性能較好四、TiAl 基合金的成形方法及特點(diǎn)合金鑄錠熱等靜壓均勻化合金鑄錠單質(zhì)粉末合金鑄造熱加工鍛造/擠壓熱等靜壓/熱壓固化坯料近成形軋制(包復(fù)、等溫)成形帶材鑄造近成形熱等靜壓熱處理、機(jī)加工、焊接、涂層變形變形粉末冶金鑄造各種熔煉TiAl合金方法的比較熔煉方法成分調(diào)節(jié)(難易程度)純度(氧含量)成分均勻性每爐熔煉量自耗電弧爐(CAR)難一般500kg非自耗電弧爐(NA
13、R)容易一般較小電子束爐(EBM)難大于100wt.ppm一般300kg等離子電弧爐(PAM)難大于300wt.ppm一般58kg感應(yīng)凝殼熔煉(ISM)容易小于500wt.ppm好100kg鑄錠冶金技術(shù)鑄錠冶金技術(shù)TiAl合金熔煉TiAl合金鑄錠熱等靜壓碾磨等溫鍛造平整TiAl合金成型產(chǎn)品鑄錠冶金法工藝流程噴射成型技術(shù)噴射成型技術(shù)TiAl合金熔化金屬液滴惰性氣體霧化細(xì)小液滴沉積具有不同形狀的TiAl合金噴射成型工藝流程激光氣體合金化技術(shù)激光氣體合金化技術(shù)氮?dú)釺iAl合金激光表面熔化化學(xué)/冶金反應(yīng)鈦鋁合金改性層快速凝固激光氣體合金化技術(shù)工藝流程粉末注射成型燒結(jié)技術(shù)粉末注射成型燒結(jié)技術(shù)石蠟基粘結(jié)劑TiAl合金粉末注射混料燒結(jié)脫脂TiAl合金燒結(jié)體粉末注射成型燒結(jié)工藝流程快速冷凝技術(shù)快速冷凝技術(shù)保護(hù)氣體TiAl合金熔體霧化合金微細(xì)液滴細(xì)微合金粉末冷卻快速冷凝技術(shù)工藝流程熱機(jī)械處理技術(shù)熱機(jī)械處理技術(shù)純鈦純鋁自耗電爐熔煉兩次TiAl合金熱處理等溫鍛熱變形鑄態(tài)TiAl合金熱機(jī)械處理技術(shù)工藝流程復(fù)合材料技術(shù)復(fù)合材料技術(shù)TiAl合金粉末真空
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- GB/T 45127-2025塑料微生物作用的評價
- 監(jiān)測施工方案
- 二零二五年度工傷事故賠償補(bǔ)償爭議解決協(xié)議
- 二零二五年度新能源汽車買賣合同分期付款協(xié)議
- 二零二五年度魚塘承包與漁業(yè)多元化經(jīng)營合作協(xié)議
- 二零二五年度新能源研發(fā)合作合伙人協(xié)議書
- 2025年度退房協(xié)議書規(guī)范范本
- 二零二五年度新型購物積分制合作協(xié)議合同
- 二零二五年度房屋租賃市場租金評估合同
- 2025年度離婚子女撫養(yǎng)權(quán)及財產(chǎn)分割協(xié)議書
- 【新教材】高中語文超全課內(nèi)知識梳理(選擇性必修中冊)
- 血?dú)夥治雠R床基礎(chǔ)(課堂PPT)
- 特種設(shè)備停用報廢注銷申請表
- 第三章 文獻(xiàn)的版本
- 糖尿病酮癥酸中毒ppt課件
- 五年級下冊英語課件--Lesson--7《Arriving-in-Beijing-》|冀教版-(三起)-(共21張PPT)
- 武發(fā)[2004]13關(guān)于積極推進(jìn)“ 城中村”綜合改造工作的意見
- 體溫單(三測單)
- 2019福建省物業(yè)管理?xiàng)l例
- 市政燃?xì)夤艿拦こ淌┕ぶ斜O(jiān)理的重點(diǎn)和難度探究
- 江戶時代以后的戰(zhàn)國家族們
評論
0/150
提交評論