摘要：TiAl合金由于其低密度和高比强度,在航空材料中展现出良好的应用前景。通过定向凝固控制TiAl合金晶体取向,有助于大幅提升合金高温性能和服役温度,促进TiAl合金在新一代航空发动机上的应用。综述了近年来TiAl合金定向凝固的研究方法和成分−组织−性能关系的研究进展,总结了国内外定向凝固TiAl合金的主要研究单位及研究主题,简要介绍了定向凝固方法与模壳材料的应用情况。从合金成分角度,分析并总结了α、β相稳定元素和其他常见元素对定向凝固组织和性能的作用;从力学性能角度,介绍了定向凝固高Nb−TiAl合金在高温拉伸、蠕变、高周疲劳性能上的优势及相关机理;从定向凝固工艺角度,归纳了生长速率和温度梯度对合金凝固路径、片层取向及宏观、微观偏析的影响。展望了定向凝固TiAl合金的未来发展方向。

摘要：钛合金中合金元素的扩散行为对材料的制备、加工、服役等过程至关重要。研究了1000和1100℃时Ti-Al-Fe体系bcc相中的元素扩散行为,制备了8对bcc-Ti-Al-Fe单相合金扩散偶。分别在1000℃/8.5 h和1100℃/7 h条件下进行扩散,利用EPMA技术测定成分-距离曲线。通过得到的成分-距离曲线,采用CALPHAD方法建立了Ti-Al-Fe体系bcc相的原子移动性数据库。在优化过程中,采用HitDIC软件得到了原子迁移率参数和互扩散系数。利用得到的原子移动性参数对扩散偶的扩散过程进行了模拟,计算结果与实验扩散特性(互扩散、组分-距离分布和扩散路径)一致,验证了该数据库的准确性。这一研究成果对于深入理解钛合金的微观组织演变和性能具有重要意义。

摘要：Ti65合金是我国自主设计的使用温度在600~650℃的近α型高温钛合金。对Ti65合金分别在T_(β)-40℃、T_(β)-20℃、T_(β)+15℃锻造温度下进行40%和60%变形量的锻造变形试验,研究了不同锻造温度和变形量对合金的显微组织形态、室温拉伸性能、650℃高温拉伸性能、蠕变和持久性能的影响规律。结果表明,Ti65合金在锻造温度为T_(β)-40℃时,可以获得由初生α相和β转变组织组成的双态组织;锻造温度为T_(β)-20℃时,获得由初生α相、β转变组织和短棒状次生α相组成的三态组织;锻造温度为T_(β)+15℃时,获得由条状次生α相和β相交叉编织成的网篮组织。随着变形量的增加,显微组织的形态和体积分数均会发生变化,3种锻造组织的Ti65合金的室温抗拉强度和650℃高温抗拉强度均随着变形量的增加而升高,其中双态组织的室温拉伸性能和高温拉伸性能优于其他组织,而网篮组织的蠕变抗性和持久性能优于其他组织。