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热氢处理可以降低Ti3Al合金的热变形抗力,有助于改善后续热处理过程中的显微组织结构,并提升Ti3Al合金的力学性能和热加工性能。本文研究了Ti3Al合金的渗氢处理工艺以及氢对合金相组成、显微组织和热变形行为的影响,还研究了真空除氢处理工艺,并初步探讨了除氢工艺对合金相组成和显微组织的影响规律。利用称重法测量不同渗氢工艺和除氢工艺处理后Ti3Al合金的氢含量,通过XRD分析不同氢含量及其除氢后Ti3Al合金的相组成。利用Gleeble-1500型热加工模拟试验机对不同氢含量Ti3Al合金以不同的热变形条件进行高温压缩试验,并计算了不同氢含量Ti3Al合金的变形激活能。通过金相、SEM和TEM等手段分析在不同热变形条件下不同氢含量Ti3Al合金变形前后的显微组织变化。研究结果表明,随着渗氢温度提高,Ti3Al合金氢含量的整体水平上升;随着氢气流速的增加,合金氢含量先升高后降低,在氢气流速为550ml/min时氢含量达到最大值;随着试样比表面积的增大,Ti3Al合金氢含量逐渐增大。当氢含量达到0.3wt%时,Ti3Al合金中出现了ε氢化物,即Ti H2相,随着氢含量增加,Ti H2的体积分数增大。氢的加入使Ti3Al合金晶粒细化,随着氢含量的增加,晶界处α2相变得破碎,晶粒内部的α2相片丛被逐渐长大的细针状O相所取代。氢化物呈片状,在O相内析出,析出相ε氢化物与O相存在一定的取向关系:[1 1 1] [2 12]eO,(101)(223)eO。氢可以使Ti3Al合金的峰值流变应力降低,随着氢含量增加,Ti3Al合金峰值流变应力先降低后升高,当达到某一特定的氢含量时,峰值流变应力达到最小值。同时,氢的加入可使Ti3Al合金在较低的变形温度和较高的应变速率下进行成型加工。Ti3Al合金的变形激活能为828.32k J/mol,含氢0.3wt%Ti3Al的变形激活能降低,为696.87k J/mol。Ti3Al合金在较低温度下变形时动态再结晶过程占据主导地位,随着变形温度的升高,动态回复占据主导地位;在较高应变速率下变形时动态再结晶不明显,组织中有微裂纹产生,应变速率的降低可促进动态再结晶的发生;氢的加入能够促进Ti3Al合金动态回复和动态再结晶的发生。含氢Ti3Al合金经850℃-4h的工艺除氢后,除氢前氢含量为0.3wt%Ti3Al合金的氢化物消失,除氢前氢含量为0.7wt%Ti3Al合金氢化物体积分数减少。两种氢含量的Ti3Al合金除氢后晶粒尺寸都变大,基本恢复为较为完整的魏氏组织形态。