低成本粉末冶金鈦合金的研究.pdf

1、混合元素法P/M鈦合金在生產成本上、成分選擇和顯微組織設計的自由度上都比熔鑄變形和其他粉末冶金方法制備的鈦合金有優(yōu)勢,是制備低成本鈦合金最有前途的一種工藝.為了以簡單的工藝獲得具有均勻細小的顯微組織、低的雜質元素含量的全致密燒結鈦合金,本文通過熱膨脹模擬試驗、光學顯微分析、X射線衍射分析、SEM顯微分析、TEM顯微分析和力學性能測試等分析手段,著重研究了Fe、Mo和Nd等合金元素對鈦合金的燒結行為、組織性能演化的影響,并得出以下結論:1

2、)添加鐵元素有利于Ti-Fe合金的燒結致密化,隨著鐵含量的提高,促進作用越大.隨著鐵含量的提高,Ti-Fe合金魏氏片狀組織的原始β晶粒平均尺寸及片狀α晶團的平均尺寸有所增加,α片的厚度急劇減小,拉伸強度顯著提高.而且,當燒結溫度提高時,原始β晶粒平均尺寸,α晶團的平均尺寸及α片的厚度急劇增加,拉伸強度和延伸率都迅速降低.這是鐵的β相穩(wěn)定作用和鐵的高擴散速率的綜合影響.2)Mo元素的添加主要有利于Ti-Mo合金的顯微組織細化.研究表明,M

3、o元素的添加使Ti-Mo合金的魏氏片狀組織細化,且在提高燒結溫度后,Ti-Mo合金的組織無明顯長大.其根本原因是Mo原子的擴散速率較低.Mo元素的添加有利于提高鈦合金的拉伸強度,其主要原因也是由于Mo元素的晶粒細化作用.3)添加Nd元素有利于Ti合金的燒結致密化,其主要原因是添加的Nd-Al合金的NdAl<,2>、NdAl<,3>和Nd<,3>Al三種相形成了瞬時液相,促進Ti基體擴散.在燒結態(tài)鈦合金中,形成了兩類富Nd第二相粒子:一類