论文部分内容阅读
高温钛合金具有较高的使用温度、高温强度、较好的抗氧化性能、抗蠕变性能、抗疲劳性能等优点,成为航天、航空、飞航导弹用发动机和汽车的轻质耐热结构件的最有前途的高温材料之一。它的研究一直是钛合金领域最为活跃、最为重要的一个分支,受到世界各国钛合金研究者的高度重视。为了能使高温钛合金的耐热温度极限推向更高,使得该合金得到更广泛的应用,添加合金元素已经成为改善钛合金的组织和性能的一条重要途径。本文研究了稀土元素Y对铸态Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金的显微组织和高温抗氧化性能的影响,同时考察了Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si-0.5Y合金的高温变形行为。通过光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜(配备能谱分析)等实验设备对铸态合金显微组织进行了分析。结果显示,Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金组织为α/β网篮组织。添加稀土Y明显细化了Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金组织,提高了Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金的显微硬度和室温压缩性能。通过分析发现,稀土Y以Y2O3的形式在Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金β晶界析出。氧化实验结果表明,Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金表面氧化物为TiO2和少量的Al2O3。Y元素的添加明显减小了Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金的氧化增重,细化了Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金表面氧化物颗粒,减小了Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金氧化层的厚度。循环氧化实验表明,稀土Y含量的添加添加改善了Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si合金的抗氧化性,氧化速度明显降低,氧化层粘附性提高。这归因于Y的添加,抑制了Ti的氧化,促进了表面Al2O3保护层的形成。通过Gleeble热模拟实验,获得了Ti-6Al-2.5Sn-4Zr-0.7Mo-0.3Si-0.5Y合金的真应力-真应变曲线,探讨了变形温度、应变速率对合金峰值应力的影响,建立了合金峰值应力与变形温度和应变速率间的双曲正弦Arrhenius本构方程,并根据回归分析求解出的变形激活能对合金的变形行为进行了讨论。研究了变形温度和应变速率对合金显微组织的影响。