Ti-44Al-6Nb-2Fe合金低温超塑性及高温拉伸组织演化

作     者：董书琳 曲迎东 陈瑞润 郭景杰 王琪 李广龙 张伟 于波 DONG Shulin;QU Yingdong;CHEN Ruirun;GUO Jingjie;WANG Qi;LI Guanglong;ZHANG Wei;YU Bo

作者机构：沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 沈阳铸造研究所有限公司高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室沈阳110027 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2024年第38卷第1期

页      面：171-176页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：高端装备铸造技术全国重点实验室开放课题(CAT2023-008) 辽宁省教育厅面上项目(LJKMZ20220464) 辽宁省自然科学基金(2020-KF-14-03) 高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室项目(LACT-009) 

主　　题：钛铝基合金 高温拉伸 超塑性 组织演化 电子背散射衍射 

摘      要：为改善高Nb TiAl基合金的热变形能力,本研究利用Fe部分替代高Nb TiAl基合金中的Nb,熔炼制备新型高Nb含Fe的Ti-44Al-6Nb-2Fe合金。首先对合金铸锭进行包套锻造,再对锻造合金在800~1 000℃、1×10^(-4)s^(-1)初始应变速率下进行高温拉伸实验,对合金的高温拉伸变形行为和组织演化行为进行研究。结果表明,合金中含有较多B2相,占30%~40%,随高温拉伸温度升高,合金动态再结晶作用增强,位错减少,晶粒尺寸增大,晶粒长径比降低,这些组织演化特征与合金的应力-应变状态和热变形能力提升相对应。合金在800℃和850℃拉伸变形时,B2相为硬脆相,B2相及B2/γ相界面处的应力集中导致该区域形成大量裂纹及孔洞(800℃时孔洞百分比为14.5%),延伸率较低(800℃时延伸率为123.1%),甚至发生提早断裂,试样断裂处颈缩现象明显;合金在900℃拉伸变形时,应变速率敏感指数m=0.284,延伸率明显提高(900℃时延伸率为163.0%),试样断裂处仍有颈缩现象;合金在950℃和1 000℃拉伸变形时,B2相转化为“软相,发挥了很好的应力-应变协调作用,B2相与γ相之间发生了广泛的晶界滑动,组织中几乎无裂纹孔洞出现,延伸率陡然提高(950℃时延伸率为307.9%),试样断裂处无颈缩现象,合金具备超塑性,但该合金在TiAl基合金中属于低温超塑性。较高的B2相含量及其所发挥的优异的应力-应变协调作用是该合金具备低温超塑性的重要原因和特色之处。