金属学报

作者：卫贝贝, 唐斌, 陈晓飞, 张翔, 朱雷, 刘仁慈, 李金山

单位：1 西北工业大学 凝固技术全国重点实验室 西安 710072；2 西北工业大学 重庆科创中心 重庆 401135；3 西安理工大学 陕西省电工材料与熔(浸)渗技术重点实验室 西安 710048；4 中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016

关键词：TNM合金,包套轧制,组织演化,α₂/γ片层团,拉伸性能,

基金：国家重点研发计划项目(2021YFB3702603);西北工业大学博士学位论文创新基金项目(CX2023045)

微量Al含量的变化可极大地影响TiAl合金的凝固路径，进而影响其热变形时所处相区。本工作通过电弧熔炼设备制备了不同Al含量的Ti-(43~45)Al-4Nb-1Mo-0.2B合金 (原子分数，%，简称TNM合金)铸锭，并根据Al含量分别命名为43Al、44Al和45Al。随后，采用热包套轧制法制备了TNM合金板材，系统研究了Al含量对TNM合金轧制过程中显微组织演化及力学性能的影响。结果表明，不同Al含量的TNM合金在1250 ℃变形时处于不同的相区。在轧制温度保温1 h后，43Al合金主要以等轴α/α2晶粒为主；44Al合金形成了特殊的核(α2/γ片层团)壳(α/α2晶粒)结构；而45Al合金主要以大尺寸α2/γ片层团为主。轧制前初始组织状态影响了轧制过程中显微组织演化规律，也决定了最终板材的组织形貌。随着Al含量的增多，TNM合金轧板的显微组织由近片层转变为双态，最终转为近γ。此外，在43Al和45Al轧板中分别观察到新生α2/γ片层团和残余α2/γ片层团。44Al合金由于特殊的核壳结构，轧制后可以同时获得上述2种类型的α2/γ片层团。TNM轧板的室温力学性能测试结果表明，随着Al含量的增加，TNM合金轧板的室温强度逐渐降低。43Al合金轧板由于新形成的片层组织而表现出最佳性能，而44Al和45Al合金轧板由于等轴γ晶粒增多、团聚、异常长大或残余片层团的存在等因素而快速断裂失效。

来源：2025年第11期

《金属学报》期刊编辑部

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