Ti-43Al-4Nb-1.5Mo合金包套锻造与热处理过程的微观组织及高温拉伸性能

李天瑞¹，刘国怀¹，徐莽¹，牛红志²，付天亮¹，王昭东¹，王国栋¹

1. 东北大学轧制技术与连轧自动化国家重点实验室2. 东北大学材料科学与工程学院

摘 要：对Ti-43Al-4Nb-1.5Mo合金进行包套锻造和后续热处理实验,考察了该过程TiAl合金的热变形行为、流变软化机制以及热处理参数对微观组织和力学性能的影响。结果表明,TiAl合金包套锻造过程的高温流变软化以β相协调变形、片层相变分解、g相内位错滑移以及孪晶诱导的动态再结晶为主,最终组织为残余α₂/γ层片和等轴α₂、γ、B2相的混合组织。随热处理温度的升高,热变形组织由残余α₂/γ层片和多相混合组织转变为α₂/γ层片+γ相组织,在较高的温度下（1300℃）转变为全层片组织。其中,B2相随着溶质扩散程度的增加逐渐消失,残余层片组织发生分解转变为等轴α₂/γ层片团,同时发生γ→α转变,形成全层片组织。对热等静压、锻态和热处理试样的高温（800℃）拉伸性能进行比较,经热处理后获得的全片层组织具有最佳的综合性能,抗拉强度为663 MPa,延伸率达到26%。分析该样品的断裂行为可知,由于存在层片扭曲拉长、微孔钝化以及裂纹曲折延伸的断裂机制,全层片组织具有良好强度-塑性的综合力学性能。另外,热加工过程中（高温）bcc结构B2相能够协调变形,但服役条件下硬脆的B2相作为裂纹源容易引起裂纹萌生,对力学性能极其不利。因此,TiAl合金在热变形和服役过程中需要对组成相进行严格控制,从而获得良好的力学性能。

关键词：TiAl合金;包套锻造;热处理;微观组织;力学性能;