热处理细化铸态TiAl基合金显微组织的研究硕士论文.pdf

中南大学硕士学位论文热处理细化铸态基合金显微组织的研究
摘要
采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等实验手段,研究了热处理细化铸
态合金显微组织的影响。本文以热水替代其它淬火介
质,通过对热处理工艺参数淬火温度、回火温度和固溶处理后的冷却方式等
的具体研究,确定了快速加热快速冷却℃水冷两相区回火的显微组织
细化热处理工艺,即淬火·回火热处理工艺。该工艺能将平均晶团尺寸为
的铸态基合金组织细化并得到平均晶团尺寸约为的细小、均匀双态
组织和全层片组织。实验中的最佳工艺路线为一
结合实验结果,作者提出了以热
水作为淬火介质的淬火一回火热处理工艺细化基合金的显微组织演变模型。
经高温淬火产生块状组织,再将块状组织进行后续热处理,是获得均匀细
小组织的有效途径之一。为了细化基合金粗大的铸态组织,高温淬火是必
要的。提高淬火温度有利干使块状转变充分进行,而较低的淬火温度则不利于
得到均匀细小的凹火组织和层片组织,为在同样的冷却速度下,适当提高淬
火温度提高了块状转变的相变驱动力,因而能够促使块状转变充分进行。在回
火阶段,热处理温度和时间对显微组织形成有明显的影响。温度主要是影响回
火时原子的扩散速率进而影响回火时的晶粒长大和冷却时显微组织的形成时
间是影响回火时显微组织长大的重要控制因素,在实验中必须严格控制热处理
的时间。在固溶处理阶段,炉冷空冷两步冷却技术是得到均匀层片组织的
有效冷却方式。但是如果固溶处理前的显微组织不细小和不均匀,即使采用这
利,冷却方式也难以得到均匀的细晶组织。热水处理能得到细小,均匀的显微组
织是由于块状组织中丰富的微观缺陷和在回火时由细小层片转变成的丫品所产
生的微观缺陷为合金中细小晶粒的产生提供了丰富的形核位置,从而有利于得
到均匀、细小回火组织。这样的回火组织在后续的固溶处理时可以相应地得到
细小全层片组织。
关键词基合金热处理显微组织品粒细化工艺参数
中南大学硕十学位论文热处理细化铸态基合金显微组织的研究









止三,
中南大学硕士学位论文热处理细化铸态基合金显微组织的研究
中南大学硕十学位论文热处理细化铸态基合金显微组织的研究
〔面心立方结构图,在熔点以下均为有序状态,随温度变
化其成分在,下同之间变动,如图所示。。相具有
结构有序六方结构图是一种有序固溶体,但当温度超过共析转变
温度时,转变成为无序的。相。随温度变化的成分在
之间变动图通常基合金中的。相和相保持严格的晶体学位向
关系,这种界面位关系具有很高的热稳定性,
难以用简单的热处理方法破坏。

的。结构止一的二结构
图基合金晶体结构示意图“
在热处理过程中,从图中的虚线可以看出,加热升温过程中,合金
合
主要发生相变,从相中析出冷却时,根据冷却速度的不同
金将发生复杂的相变。当基合金从。单相区冷却时,相从。或叭
相中析出,但以何种方式析出,则取决于合金成分和冷却速度,如图所
示。在合金中,冷水淬火时,发生。。相变冷却速度较慢时,
含量偏低的合金发生相变而含量偏高的合金则发生。一
。相。在合金中,快速冷却时发生块型转变,中等冷却速度生成魏
氏体组织和羽毛状组织,慢速冷却则生成层片组织‘等研究了四种
中南大学硕士学位论文热处理细化铸态基合金显微组织的研究
认唯任
介洲, 州侧
的「一一
州
异引
拓
山一了八。·
日﹄廿
巴打
艺叫‘
产万
任捌‘

毋

、
司种。
中
,】、
门
,
,
烈百


。
”

图二元相图
不同冷却速度下形成的基合金的组织形貌,总结出如下规律
冰淬
水淬粗’。
空冷
炉冷
这里,。表示平衡层片,表示细小层片,。表示块状组织,,表示羽毛状组
织,,表示魏氏体组织,表示非连续性粗化层片,连续性粗化层片,
表示该组织居多。这些不同冷却速度下的相变对控制基合金热处理显微组
织的细化其有重要意义。

祝
▲针状,
下时
羽毛状


劫
瑞

童、
口生一巨乙土土
空冷油冷水淬
图基合金不同冷却速度下。相分解产物「
中南大学硕士学位论文热处理细化铸态基合金显微组织的研究
基合金显微组织与力学性能的关系
在铸造过程中,基合金从液相冷却时首先形成固相,。晶体将择优
沿其。轴生长,从而形成明显的柱状晶组织。在随后的冷却过程中,相板条
将从柱状晶中析出形成所谓的板条组织并保持稳定的位向关系