摘要

鑄造態(tài)TiAl合金的機(jī)械性能受到其原始粗糙微觀結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重限制。本研究提出了一種低溫預(yù)變形熱處理方法來(lái)優(yōu)化鑄造態(tài)Ti-47Al-2Nb-2Cr合金。通過(guò)在共晶溫度以下進(jìn)行預(yù)變形，隨后在α+γ相區(qū)域進(jìn)行熱處理，顯著細(xì)化了合金的微觀結(jié)構(gòu)，形成了兩種類型的微觀組織：雙相（DP）和近似層狀（NL）結(jié)構(gòu)。層狀結(jié)構(gòu)的平均尺寸分別減小到了鑄造態(tài)微觀結(jié)構(gòu)的5.3%和20%。對(duì)微觀結(jié)構(gòu)演變過(guò)程的研究表明，粗大層狀結(jié)構(gòu)的分解和新細(xì)小晶粒的形成主要受γ再結(jié)晶、γ向α相轉(zhuǎn)變以及α再結(jié)晶的作用。變形后殘留的層狀結(jié)構(gòu)可以通過(guò)熱處理完全消除，從而提高合金的微觀均勻性和機(jī)械性能。此外，具有雙相結(jié)構(gòu)的合金在800°C時(shí)的抗拉強(qiáng)度（UTS）達(dá)到537 MPa，伸長(zhǎng)率（EI）達(dá)到6.8%，相比鑄造態(tài)合金分別提高了44.7%和518.2%。對(duì)裂紋擴(kuò)展和變形機(jī)制的分析表明，細(xì)化晶粒尺寸和層狀結(jié)構(gòu)有助于提升TiAl合金的變形能力。

鑄造態(tài)TiAl合金的機(jī)械性能受到其原始粗糙微觀結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重限制。本研究提出了一種低溫預(yù)變形熱處理方法來(lái)優(yōu)化鑄造態(tài)Ti-47Al-2Nb-2Cr合金。通過(guò)在共晶溫度以下進(jìn)行預(yù)變形，隨后在α+γ相區(qū)域進(jìn)行熱處理，顯著細(xì)化了合金的微觀結(jié)構(gòu)，形成了兩種類型的微觀組織：雙相（DP）和近似層狀（NL）結(jié)構(gòu)。層狀結(jié)構(gòu)的平均尺寸分別減小到了鑄造態(tài)微觀結(jié)構(gòu)的5.3%和20%。對(duì)微觀結(jié)構(gòu)演變過(guò)程的研究表明，粗大層狀結(jié)構(gòu)的分解和新細(xì)小晶粒的形成主要受γ再結(jié)晶、γ向α相轉(zhuǎn)變以及α再結(jié)晶的作用。變形后殘留的層狀結(jié)構(gòu)可以通過(guò)熱處理完全消除，從而提高合金的微觀均勻性和機(jī)械性能。此外，具有雙相結(jié)構(gòu)的合金在800°C時(shí)的抗拉強(qiáng)度（UTS）達(dá)到537 MPa，伸長(zhǎng)率（EI）達(dá)到6.8%，相比鑄造態(tài)合金分別提高了44.7%和518.2%。對(duì)裂紋擴(kuò)展和變形機(jī)制的分析表明，細(xì)化晶粒尺寸和層狀結(jié)構(gòu)有助于提升TiAl合金的變形能力。