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微观组织结构对TiAl合金高温氧化行为的影响

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通过分析不同微观组织TiAl合金在 850℃下的恒温氧化行为,揭示了不同微观组织TiAl合金的高温氧化机制.研究表明,近γ组织和双态组织TiAl合金表现出优异的高温抗氧化性,850℃恒温氧化 100 h后,样品表面氧化膜厚度分别为 13.78、12.81 μm,而全片层组织TiAl合金在同等条件下的氧化膜厚度为 19.06 μm.经 850℃氧化 100 h后,不同微观组织 TiAl 合金表面均形成了不具有保护作用的 TiO2/Al2O3 混合氧化层.全片层组织 TiAl 合金高温抗氧化性不足的主要原因是基体中存在过多的原子扩散通道(片层晶界和板条相界),导致大量的氧进入基体发生氧化反应,而近 γ 组织和双态组织中原子扩散通道明显减少,且存在大量抗氧化性能优异的 γ 晶粒,显著降低了氧扩散与氧化速率,从而提高了TiAl合金的高温抗氧化性能.
Effect of Microstructures on High-temperature Oxidation Behavior of TiAl Alloy
The constant-temperature oxidation behavior of TiAl alloys with different microstructures was systematically investigated at 850℃,and the high temperature oxidation mechanisms were revealed clearly.The results indicated that TiAl alloys with near-γ and dual-phase microstructures exhibited excellent high-temperature oxidation resistance.After oxidation at 850℃for 100 h,the thickness of oxide film on the surfaces was 13.78 μm and 12.81 μm for the near-γ and dual-phase TiAl alloys respectively.While the TiAl alloy with fully lamellar microstructure showed an oxide film thickness of 19.06 μm under the same conditions.After oxidation at 850℃for 100 h,non-protective TiO2/Al2O3 mixed layers formed for all TiAl alloys with different microstructures.The inadequate high-temperature oxidation resistance of TiAl alloy with fully lamellar microstructure was mainly attributed to excessive diffusion channels,resulting in the oxygen diffusion into the matrix easily.However,for the near-γ and dual-phase microstructures,the atoms diffusion channels were significantly reduced,and a large number of γ grains showed excellent oxidation resistance,which significantly reduced oxygen diffusion and oxidation rates,thereby improving the high-temperature oxidation resistance of TiAl alloys.

TiAl alloySPSmicrostructurehigh temperature oxidation

吴军琴、李思颖、王玉鹏、马腾飞、王晓红、董多、朱冬冬

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衢州学院 浙江省空气动力装备技术重点实验室,浙江 衢州 324000

台州学院 浙江省工量刃具检测与深加工技术研究重点实验室,浙江 台州 318000

TiAl合金 放电等离子烧结 微观组织结构 高温氧化

国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目浙江省自然科学基金项目

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2024

钛工业进展
中国有色金属工业协会钛锆铪分会 西北有色金属研究院

钛工业进展

CSTPCD
影响因子:0.2
ISSN:1009-9964
年,卷(期):2024.41(1)
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