冷却速率对β凝固γ-TiAl合金硼化物和室温拉伸性能的影响

王希^1,2，刘仁慈¹，曹如心³，贾清¹，崔玉友¹，杨锐¹

1. 中国科学院金属研究所2. 中国科学技术大学材料科学与工程学院3. 三峡大学机械与动力学院

摘 要：设计了不同厚度台阶铸板以实现冷却速率梯度,采用离心熔模铸造制备了不同冷却速率的β凝固含Bγ-TiAl合金样品,研究了冷却速率对硼化物和室温拉伸性能的影响。结果表明,硼化物分布在晶界,其长径比随冷却速率的提高而增大,而形貌由短棒状转变为丝带状。慢冷样品中短棒状TiB为B27结构,而快冷样品中丝带状TiB为B_f结构。2种结构TiB均存在生长各向异性,[010]和[100]分别为B_f和B27结构的最慢生长方向,前者更为显著,这可能与上述方向Ti、B原子周期性间隔排列,原子短程重排更为困难有关。随着冷却速率提高,材料屈服强度提高,但室温塑性下降,这与快冷样品中的细长丝带状硼化物容易萌生裂纹并迅速扩展有关;慢冷样品中的短棒状硼化物不易萌生裂纹,相应室温塑性较好。

关键词：γ-TiAl合金;β凝固;熔模铸造;冷却速率;硼化物;拉伸性能;