TiAl基金属间化合物的发展(2)

发布时间：2021-06-06

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中国材料进展

第２８卷

Ｂ合金化，可进一步提高高温强度，细化晶粒¨ｄ１。

—１

２００℃之间４个温度下的成分一抗氧化性图，指出

在过去的年代里，全世界范围内发展了很多不同的ＴｉＡＩ合金。一般来讲，工程用＾ｙ—ＴｉＡＩ合金的成分范围分范围可以描述为：Ａ１＝５５％一６４％，Ｔｉ／Ｎｂ＝２—５。

可以合并一起表示为Ｔｉ一４５（４５—４８）Ａｌ一（０～２）（Ｃｒ，它们在１１００℃和１２００℃，１００ｈ的氧化增重分别为

Ｍｎ）一（１～８）Ｎｂ—ｘＢ—ｙｃ—ｚＳｉ。在发展过程中Ａｌ含量１—２

ｍｇ／ｃｍ２和２—３ｍｇ／ｃｍ２水平。而ＴｉＡｌ在１１００℃、

逐渐降低，而Ｎｂ含量则逐渐升高，这反映在使用温１００ｈ的增重就已达到１２０ｍｇ／ＣＥｒｌ引”１。１９９３年又发表

度的不断提高上。硼元素的添加逐渐变得普遍，作为了三元基合金的抗氧化性研究文章¨“。后来美国Ｋｉｍ

Ｙ

一种晶粒细化的途径，硼在锻造合金中的添加量要稍ｗ和日本的ＹｏｓｈｉｈａｒａＭ系统对比了各种ＴｉＡＩ合金的抗微少于在铸造合金中的添加量。低Ｎｂ合金化的ＴｉＡＩ氧化性，并与抗氧化性最好的Ｎｉ基高温合金Ｉｎｃｏｎｅｌ合金中有时添加少量碳或硅元素来提高合金的蠕变７１３Ｃ相比ｍ］，进一步确定高Ｎｂ—ＴｉＡＩ合金具有优异的抗力‘“。

抗氧化性，达到Ｉｎｃｏｎｅｌ７１３Ｃ水平。例如对比８７０℃氧化速率墨值和２００ｈ后的膜厚Ｈ值，现已进入使用阶级别，高温ＴｉＡＩ合金（高Ｎｂ—ＴｉＡＩ合金）和普通ＴｉＡｌ合段的４８２２（ＧＥ）和４５ＸＤ（Ｈｏｗｍｅｔ）合金的砟分别为

金，基础合金成分主要差别是在Ｎｂ含量上：Ｔｉ一４８ＡＩ１．１３，３．８５

９２ｍ。ｈ～，膜厚日分别为１３—２０ｔｉｍ和１３

一２Ｎｂ为普通Ｔｉｍ合金；Ｔｉ一４５Ａ１一（５—１０）Ｎｂ为高

—１５¨ｍ，而Ｔｉ一４５ＡＩ一１０Ｎｂ和Ｔｉ一４５Ａｌ一８Ｎｂ合金坼

Ｎｂ—ＴｉＡＩ合金。

则为０．１，０．５３９２ｍ“ｈ～，膜厚Ｈ为３—６ｔｚｍ和７—１０

１９８７年，在国家８６３计划的支持下，北京科技大学Ｉｔｍ。如果与ＴｉＡｌ相比，其抗氧化性就更好了，在相同陈国良等选择Ｔｉ—ＡＩ—Ｎｂ系中的高Ｎｂ—ＴｉＡｌ合金相区的氧化条件下，Ｔｉｍ在８７０℃氧化速率群值和２００ｈ后进行了大量基础研究。在１９９１年得到国家发明专利＂１。的膜厚Ｈ值，分别为６．５５９２ｍ－４ｈ“和一３０斗ｍ。高Ｎｂ１９９０年开始在国内外召开的国际会议上发表研究成果，—ＴｉＡｌ合金的抗氧化性是ＴｉＡＩ的１０倍多。这项研究发特别是１９９０年和１９９２年两次在美国召开的国际会议上现高Ｎｂ—ＴｉＡｌ合金经５００ｈ高温氧化后，可能出现一个做了系统的介绍，产生较大影响∞。７１。１９９５年第一届国氧化增加的现象Ⅲ１。进一步研究说明此现象可能与氧际ＴｉＭ金属问化合物合金会议主席美国Ｋｉｍ

Ｙ

Ｍ博士

化膜剥落有关。林均品、陈国良等研究了稀土元素Ｙ对在大会报告中提出要发展高温高性能ＴｉＡＩ合金，并指进一步提高高Ｎｂ—ＴｉＡｌ合金长时抗氧化性的作用∞１，

出高Ｎｂ—ＴｉＡｌ合金是发展高温高性能合金的“首例”，发现在不降低Ｎｂ量的情况下，Ｙ可改善氧化膜结合力，

可进一步提高高Ｎｂ—ＴｉＡＩ合金长时抗氧化性（图１）。

合金发展进入新阶段，室温屈服强度可达８００ＭＰａ，高

温强度（７６０℃）可达５５０ＭＰａ，同时保持原有室温拉伸

延伸率不降，特别是大幅度提高了合金的抗氧化性。目前，高Ｎｂ—ＴｉＡＩ合金的研究在国内外已经很广泛，成为发展高性能合金的重要途径。２

高Ｎｂ．ＴｉＡｌ合金的基础研究

高Ｎｂ—ＴｉＡＩ合金相关的基础研究工作主要包括：Ｔｉ

—Ａｌ—Ｎｂ三元系相图一““、成分一力性图、成分一抗图１Ｙ对高Ｎｂ—ＴｉＭ合金长时抗氧化性的影响

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