W对含铌TiAl合金组织与力学性能的影响

W对含铌TiAl合金组织与力学性能的影响TiAl基金属间化合物已成为重要的新型高温结构材料之一，由于其低密度、高温高强度、高硬度以及良好的抗氧化性等突出优势，具备了广阔的应用前景与发展潜力。但其室温脆性大、室温加工性差、室温与高温性能之间匹配性不良等问题，极大地制约了TiAl基合金的实际应用。TiAl基合金的性能对微观组织非常敏感，研究表明：细小的全片层组织或双态组织具有良好的综合力学性能。因此，调整合金的微观组织是获得良好的综合性能的重要方法，而添加微合金化元素来改变显微组织则是其中重要的手段之一。W是强β相稳定元素，对合金的组织与性能有重要影响。本文对3种不同钨含量的TiAl合金经过热等静压以后的显微组织与其力学性能之间的关系进行了讨论。实验所用材料经二次真空电弧重熔，然后利用冷壁坩埚磁悬浮熔炼炉在保护性气氛中制成Φ20mm的铸锭。随后进行热等静压处理，(热等静压制度：氩气保护，1260℃，150MPa，4h)，其名义成分分别为：Ti-45.7Al-5Nb-0.75W-1.4B（0.75W），Ti-45Al-5Nb-1W-1.4B（1W），Ti-45.1Al-5Nb-1.4W-1.4B（1.4W）。采用圆柱状拉伸和持久试样，测试部分尺寸为Φ3.99mm×23mm。室温和高温拉伸实验在WDW-3100微机控制电子万能试验机上进行，应变速率为0.7×10-4/s，高温拉伸温度为700℃。在RDW5050型电子式蠕变持久试验机上进行700℃的持久实验。随W含量的增加，B2相的尺寸和数量呈抛物线增加的趋势，主要分布于界面及晶界的交角处，对α2相与γ相片层及晶团起到了很好的钉扎作用，细化了片层间距及晶粒尺寸，添加1%W时细化效果最好。随W含量的增加，合金的室温及高温强度呈上升趋势，1.4%W时达到最大值；伸长率随W含量的增加先升高后降低。W含量相同时，其室温和高温强度相差50～70MPa，而其室温与高温伸长率相差不大。随W含量的增加，钢铁合金中等轴γ相的尺寸和数量呈逐渐增加趋势，TiAl基合金相对应的持久寿命随之下降