含鎳鑄造鈦鋁合金的熱處理(下)
鑄造(99.8～99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2～0.5)Ni(%)合金經(jīng)1150℃等溫處理得到的組織72h等溫，層片分段連續(xù)粗化組織144h等溫，全面等軸化組織。
有研究發(fā)現(xiàn)，鎳具有擴(kuò)大鈦鋁合金γ單相區(qū)的作用，添加(原子分?jǐn)?shù))0.5%以上的鎳可以使Ti-48Al合金轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗?/SPAN>γ組織。在100倍偏振光金相顯微鏡下旋轉(zhuǎn)載物臺(tái)360°觀察到，本研究得到的NG組織中有少量的等軸α2晶粒出現(xiàn)明顯的4次明亮后消光現(xiàn)象。與文獻(xiàn)研究得到的不含鎳鈦鋁合金NG組織相比，定性地觀察可見(jiàn)含鎳合金NG組織中α2相數(shù)量明顯較少。因而可以定性地說(shuō)，添加0.2%～0.5%的鎳可使鈦鋁合金在1150℃下α2(或α)→γ相變驅(qū)動(dòng)力增大，則對(duì)層片組織中能量起伏的增強(qiáng)作用加大，促進(jìn)了層片結(jié)構(gòu)中層片形狀擾動(dòng)致層片間斷的發(fā)生。這些在相對(duì)較多時(shí)間產(chǎn)生的較多數(shù)量的層片內(nèi)端點(diǎn)有效地促進(jìn)了層片的分段連續(xù)粗化，從而可以使含鎳的鈦鋁合金以較簡(jiǎn)單的熱處理工藝實(shí)現(xiàn)組織的均勻化和細(xì)化。
試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鈦鋁合金細(xì)小全層片組織具有最佳的綜合力學(xué)性能。因此，將得到的NG組織重新加熱到1370℃保溫5～10min后冷卻得到了層片團(tuán)細(xì)小等軸的全層片組織()，其層片團(tuán)平均尺寸約為50μm，略小于鑄造Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金以相同工藝得到的FFL組織層片團(tuán)。根據(jù)其層片團(tuán)為等軸狀，且略大于基體NG組織的γ晶粒尺寸，本文認(rèn)為，含鎳鑄造鈦鋁合金FFL組織的形成機(jī)理不同于不含鎳的鈦鋁合金FFL組織，而是高溫α相等軸晶粒在γ相基體上形成并略有長(zhǎng)大后冷卻過(guò)程中按一般全層片組織形成機(jī)理產(chǎn)生的，即冷卻至α＋γ兩相區(qū)后γ相在α晶粒中片狀析出構(gòu)成γ／α層片結(jié)構(gòu)，然后在冷卻至室溫過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)?/SPAN>γ／α2層片結(jié)構(gòu)。
鑄造(99.8～99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2～0.5)Ni(%)合金細(xì)小全層片組織形貌。
結(jié)論
(1)對(duì)含鎳0.2%～0.5%(原子分?jǐn)?shù))的鑄造Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金可以通過(guò)較簡(jiǎn)單的1150℃×144h等溫處理使鑄態(tài)粗大不均勻的層片狀組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小均勻的等軸的近γ組織。
(2)將得到的近γ組織重新加熱到1370℃×(5～10)min后冷卻可以得到層片團(tuán)細(xì)小等軸的全層片組織。
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