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塑性工程学报2025年第07期:TiAl-Nb-Mo基TiAl合金系的细观力学行为研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孙进;程亮;王川云;朱彬;孙凌燕;杨光;

单位:江苏理工学院材料工程学院;西北工业大学重庆科创中心;西北工业大学凝固加工国家重点实验室;陕西科技大学机电学院;

摘要:为了揭示TiAl-Nb-Mo基TiAl合金系的细观力学性能,利用纳米压痕和晶体塑性有限元技术对Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B(TNM)、Ti-42Al-8Nb-0.2B(TNB)以及Ti-45Al-3Mo-0.1B(TMB)3种合金开展研究。首先将3种合金进行高温时效处理使组织球化,然后在不同β_o和γ晶粒内进行位移控制的纳米压痕测试,获得不同晶体取向下的载荷-位移曲线,并利用能谱对压痕处的微区成分进行分析,再利用晶体塑性有限元法对本构参数进行反演。结果表明:3种合金中γ相的硬度表现为TNB>TNM>TMB,β_o相则为TNM>TNB>TMB。而计算出的两相的晶体滑移阻力也呈现相同的规律。其中TNB合金中β_o相和γ相的基体强度差距最小,可能更有利于变形协调。探讨了合金化元素对两相的强化作用,结果表明:Al和Nb元素能够强化γ基体,而Mo元素则影响较小甚至可能会导致基体软化。相对于Mo元素,Nb在β_o相基体中表现出更显著的强化效果,而Al元素的增加可能对β_o基体有软化作用。

关键词:TiAl合金;;纳米压痕;;细观力学性能;;晶体塑性

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52103281);; 常州市科技计划项目(CQ20210088)