铸态TiAl-Nb合金的组织结构与蠕变性能

田素贵¹，吕晓霞¹，于慧臣²，王琪¹，孙昊昉¹，李秋阳¹

1. 沈阳工业大学2. 中航工业北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室

摘 要：通过蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了铸态TiAl-Nb合金在近890⁹10℃温度区间的蠕变行为。结果表明,铸态TiAl-Nb合金的组织结构主要由层片状γ/α₂两相组成,不同取向γ/α₂两相层片状组织之间存在不规则锯齿状形态的晶界,该锯齿状非层片晶界由单一γ相组成。在高温蠕变期间,合金具有较好的蠕变抗力和较长的蠕变寿命;合金在蠕变期间的变形机制是大量位错以位错列的形式剪切层片状γ/α₂两相,其中,大量位错在基体中滑移,发生反应可形成位错网,可促进位错的攀移,减缓应力集中,改善合金的蠕变抗力。与α₂-Τi₃Al相比,γ-TiAl相有较弱的强度。因此,蠕变期间合金中的裂纹易于在与应力轴呈45°角、且与层状结构相平行的晶界处萌生与扩展,直至蠕变断裂是合金在蠕变期间的断裂机制;其中,与层状结构相平行的断口呈光滑表面,而与层状结构呈一定角度的断裂表面存在撕裂棱,为较高强度的α₂-Ti₃Al相阻碍裂纹扩展所致。

关键词：TiAl-Nb合金;组织结构;蠕变;变形特征;断裂机制;