TiAl基合金非平衡凝固过程中的相选择及凝固特征

来源期刊：金属学报2013年第11期

论文作者：胡锐 柳翊 张铁邦 寇宏超 李金山

文章页码：1295 - 1302

关键词：TiAl基合金;非平衡凝固;相选择;过冷;初生相;

摘    要：通过研究TiAl合金中不同Al含量和不同β相稳定元素含量的变化,分析了Al含量和β相稳定元素对TiAl合金初生相选择与凝固特征的影响.结果表明,单一β相凝固的TiAl基合金含Al量低,结晶温度范围窄,凝固组织均匀细化.采用背散射法(BSE)观察并分析了不同过冷度下铸造TiAl基合金非平衡凝固的枝晶形貌,运用经典竞争形核理论研究了Ti48Al2Cr2Nb(原子分数,%)包晶合金非平衡凝固中β相与α相的形核与过冷度的关系,并计算了Ti48Al2Cr2Nb合金深过冷凝固中的β相(bcc)和α相(hcp)的临界形校功及稳态形核率,结果表明,在约15 K/s的冷速下,Ti48Al2Cr2Nb合金在所能达到的过冷度((?)370 K)范围内凝固时,β相始终为领先相优先形核.以过包晶凝固的TiAl基合金,其Al含量高,结晶温度范围窄,凝固枝晶细小,趋向逐层凝固,可减少并消除糊状凝固所造成的疏松和热裂趋势.β相稳定元素对凝固路径的影响取决于其Al当量,并可使TiAl合金的凝固路径从过包晶凝固转变为亚包晶凝固;过多的Al含量将导致铸造TiAl合金凝固组织中存在过多γ相,从而影响合金的强度和塑性.