铝合金钛合金高温合金.docx
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铝合金：铝中加入适量Si、Cu、Mg、Zn、Mn等主加元素和Cr、Ti、Zr、B、Ni等辅加元 素，组成铝合金分类：变形铝合金:成分在D点以左的合金，加热至固溶线DF以上温度得到均匀的单相a固溶体, 塑性好，适于进行锻造、轧制等铸造铝合金:成分在 D 点以右的合金，存在共晶组织，塑性较差，不宜压力加工，但流动 性好，适宜铸造— —F~D之间的合金：可热处理强化的铝合金主要有： Al-Cu-Mg和 Al-Cu-Mn系合金（2000系列）, Al-Mg -Si系合金（6000系列）, Al-Zn-Mg —Cu 系（7000 系列）铸造铝合金——变质处理以细化组织——沉淀强化先进工艺：可以获得远离平衡态的组分和结构,可扩大元素的固溶度,大大细化晶粒和第二 相,大大减轻甚至消除偏析,以及形成非平衡的晶态和准晶态金属间化合物相 快速凝固技术（RS）——机械合金化技术（MA）钛合金：钛合金是以钛为基加入其他元素组成的合金钛是同素异构体，熔点为1720在低于882°C时呈密排六方晶格结构，称为a钛；在 882°C以上呈体心立方品格结构，称为卩钛利用钛的上述两种结构的不同特点，添加适当 的合金元素，使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金（tanium alloys）室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：a钛合金、（a+卩）钛合金、 和0钛合金中国分别以TA、TC、TB表示相组成：1、 a钛合金：a相固溶体组成的单相合金固溶强化热加工制度分为a、a +B和B相区热加工三种经B热加工冷却后得到片状魏氏组织a结 构，a热加工可以得到等轴a结构，对于近a钛合金经a +B热加工后也可得到等轴a结构。 2、 p钛合金：卩相固溶体组成的单相合金主要是时效强化，残留到室温的不稳定的p相，随后时效析出a第二相强化 ♦有三类不同方法可得到合适的位错结构，促进a均匀细小析出：一是固溶前冷加工；二 是冷加工恢复处理；三是温加工（易得到合适的位错结构）3、a+p钛合金：双相合金，高温强度高，可在400°C〜500°C的温度下长期工作，其热稳定 性次于 a 钛合金强化手段：其强度特性可通过控制a、p二相的相对含量及金相形态而变化通过组织细 化和P相变控制，可以获得高强度——固溶强化、沉淀强化、细晶强化 高温合金：是指以铁、镍、钻为基，能在600C以上温度，一定应力条件下适应不同环境短 时或长时使用的金属材料相组成：具有面心立方结构的奥氏体+强化相+其他相强化机理：⑴固溶强化：♦将一些合金元素加入到镍、铁或基高温合金中，使之形成合金化的单相奥氏 体而得到强化♦ 由于固溶元素可以提高原子间结合力，产生点阵畸变，降低堆垛层错能，产 生短程有序及其它原子偏聚，阻止位错运动，降低固溶体中元素扩散系数， 提高再结晶温度使合金得到强化⑵第二相强化：♦时效析出沉淀强化（Y /（Ni3Al）、Y //（NixNb）、碳化物）♦铸造第二相骨架强化（碳化物骨架强化（钻基铸造合金））♦ 弥散质点强化（氧化物质点或其它化合物质点）Y '第二相强化主要取决于:Y '的Vol.%, Y的尺寸，形态，分布，Y '相本身的强化 ⑶晶界强化（在高温下不能用细晶强化）♦微合金化提高高温晶界强度：晶界强化元素 B 、 Zr 、 Mg 、 Hf 等♦消除横向（与应力垂直的方向）晶界能非常有效地提高高温强度强化手段♦形变热处理强化：通过形变与热处理的结合，优化合金的组织结构，提高合金的强度。 ♦复相组织强化♦定向凝固与单晶：消除主应力方向上的晶界♦快速凝固♦氧化物弥散强化（ODS）：将细小的氧化物颗粒（一般选用Y2O3）均匀地分散于高温合 金基体中，通过阻碍位错的运动而产生强化效果——镍基高温合金相组成：Y-Ni+Y-Ni3Al （实际合金中为（Ni,Co,Fe）3（Al,Ti,Nb,Ta） ） + 碳化物:MC,M6C,M23C6,Cr7C3+硼化物:M3B2+O 相（BCT）6 23 6 7 3 3 2强化手段：1、 微量元素B、C、Zr（Hf）、Mg、Y的强化晶界填充晶界空位，降低晶界上元素的扩散2、 固溶强化⑴强化Y -Ni相Co、Fe、Cr、Mo、W、Re、（Ti）: 0〜20 wt%① 降低堆垛层错能② 晶格畸变③ 减缓元素扩散f提高高温蠕变强度W Mo Re⑵强化Y '-Ni3Al相Al、Ti、Nb、Ta3、 第二相强化 ——铁基高温合金 强化手段基本同镍基高温合金。
