含镍铸造钛铝合金的热处理(下)

天空飞鸟

铸造(99.8～99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2～0.5)Ni(%)合金经1150℃等温处理得到的组织72h等温，层片分段连续粗化组织144h等温，全面等轴化组织。

　　有研究发现，镍具有扩大钛铝合金γ单相区的作用，添加(原子分数)0.5%以上的镍可以使Ti-48Al合金转变为单相γ组织。在100倍偏振光金相显微镜下旋转载物台360°观察到，本研究得到的NG组织中有少量的等轴α2晶粒出现明显的4次明亮后消光现象。与文献研究得到的不含镍钛铝合金NG组织相比，定性地观察可见含镍合金NG组织中α2相数量明显较少。因而可以定性地说，添加0.2%～0.5%的镍可使钛铝合金在1150℃下α2(或α)→γ相变驱动力增大，则对层片组织中能量起伏的增强作用加大，促进了层片结构中层片形状扰动致层片间断的发生。这些在相对较多时间产生的较多数量的层片内端点有效地促进了层片的分段连续粗化，从而可以使含镍的钛铝合金以较简单的热处理工艺实现组织的均匀化和细化。

　　试验发现，钛铝合金细小全层片组织具有最佳的综合力学性能。因此，将得到的NG组织重新加热到1370℃保温5～10min后冷却得到了层片团细小等轴的全层片组织()，其层片团平均尺寸约为50μm，略小于铸造Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金以相同工艺得到的FFL组织层片团。根据其层片团为等轴状，且略大于基体NG组织的γ晶粒尺寸，本文认为，含镍铸造钛铝合金FFL组织的形成机理不同于不含镍的钛铝合金FFL组织，而是高温α相等轴晶粒在γ相基体上形成并略有长大后冷却过程中按一般全层片组织形成机理产生的，即冷却至α＋γ两相区后γ相在α晶粒中片状析出构成γ／α层片结构，然后在冷却至室温过程中转变为γ／α2层片结构。

　　铸造(99.8～99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2～0.5)Ni(%)合金细小全层片组织形貌。

　　结论

　　(1)对含镍0.2%～0.5%(原子分数)的铸造Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金可以通过较简单的1150℃×144h等温处理使铸态粗大不均匀的层片状组织转变为细小均匀的等轴的近γ组织。

　　(2)将得到的近γ组织重新加热到1370℃×(5～10)min后冷却可以得到层片团细小等轴的全层片组织。