金属学报

作者：王强, 李小兵, 郝俊杰, 陈波, 张滨, 张二林, 刘奎

单位：1 东北大学 材料科学与工程学院 材料各向异性与织构教育部重点实验室 沈阳 110819；2 季华实验室 佛山 528200

关键词：β凝固γ-TiAl合金,固态相变,显微组织,凝固路径,显微硬度,

基金：国家自然科学基金项目(51971215);季华实验室科研项目(X210291TL210)

为了制定新型β凝固γ-TiAl合金合理的热加工和热处理工艺，研究其相变行为和组织变化规律具有极其重要的指导意义。本工作设计出一种新型的Ti-Al-Mn-Nb合金，该合金的名义成分(原子分数，%)为Ti-43Al-1.5Mn-3Nb-0.2Si-0.2C-0.1B，采用Pandat热力学软件计算、EPMA、TEM、EBSD和XRD等方法，系统研究了该新型合金在1440 ℃至1000 ℃温度范围内的组织演变行为。结果表明，铸态合金组织由片层组织(α2/γ)和片层组织周围少量βo/γ混合相组成。合金的凝固和固态相变路径为：liquid→liquid + β→β→β + α→α→α + γ→(α2 + γ)→(α2 + γ) + βo→(α2 + γ) + βo + γg，其β转变温度(Tβ )约为1420 ℃，γ相溶解温度(Tγ, solv)约为1280 ℃，共析转变温度(Teut)约为1160 ℃。当温度略低于Tγ, solv时，由α相析出的γ呈片层状，α相和γ相始终存在Blackburn位向关系：(111) γ //(0001)α2、<11¯0)> γ //<112¯0>α2；由α相析出的βo呈块状，遵循Burgers位向关系：(110)βO//(0001)α2、<111>βO//<112¯0>α2。新型合金淬火组织的Vickers硬度位于385~512 HV范围内，随着淬火温度的升高淬火组织显微硬度提高，在β单相区淬火后生成的马氏体组织使得硬度达到512 HV。该新型合金同时具有β和α单相区，对发展可调控出全片层结构的易变形、高承温新型β凝固γ-TiAl合金具有重要指导意义。

来源：2025年第7期

《金属学报》期刊编辑部

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