《iAl半固态》PPT课件.ppt

TiAl合金半固态成形,TiAl合金发展状况,1、由于TiAl合金具有优越的轻质、耐高温、耐腐蚀及比强度高等优点，被认为是应用前景最为广泛的一种轻质高温结构材料。 2、由于TiAl合金高熔点，及固液温度线区间较小，故TiAl合金半固态难以控制，目前没有TiAl合金半固态相关报道，但是由于钛铝合金铸造组织具有疏松、多孔、显微组织偏析等缺陷，半固态钛铝合金将有助于解决这些问题，所以钛铝合金半固态成形是有前景的方向。 3、据此本文通对学校相关合金半固态特性，试图为钛铝合金半固态成形进行提供相关理论依据。,半固态成形技术的起源,在 20 世纪 70 年代初由美国麻省理工学院的 D.B.Spencer 等人发现了金属半固态成形原理，他们通过对 Sn-15wt.%Pb 合金的高温粘度进行测量，得到了在凝固过程中金属的特殊力学行为：在凝固过程中的合金，即使具有较高的固相体积分数，当对其进行强烈搅拌后，半固态金属也只有相当低的剪切应力，这是由于基体中存在特殊的球状结构。,半固态成型方式,1.机械搅拌法 2.电磁搅拌法 3.应变诱发激活发 4.SMIA法 5.粉末冶金法 6.半固态等温热处理法,半固态浆料或坯料的制备工艺,正常熟化引起的枝晶根部熔断机制,搅拌条件下的球状晶的演化机制示意图,枝晶臂熔断示意图,高温难容黑色金属半固态,由于钛合金具有较高的熔点，及较小的固液温度区间，半固态成形具有较大困难，根据现有的文献和研究结果来看，进展缓慢，其存在一下几点困难： （1）合金的材料液固温度区间较小 （2）高温半固态材料哪一连续稳定地制备 （3）熔体的温度、固相的比率分布难以准确控制 （4）料浆在高温下输送和保温困难 （5）成形温度，工具材料的温度性能难以保证,铁基合金半固态组织,目前主要集中在某些特定低熔点的钛合金研究中，如Ti14（Ti2Cu）合金，Ti2Cu的熔点为990度，当其超过900度为半固态，其变形温度1000-1200oC，对于高熔点的TiAl合金，几乎没有涉及，根据高熔点合金的特性可知，合金的搅拌方法适合选择电磁搅拌法，可以参考高熔点黑色金属的半固态料浆或坯料的研究及成形方法，由于铁基合金与钛铝合金熔点相似，故选取铁基合金进行说明。,半固态成形过程中，涉及到凝固，首先在搅拌过程中，需要分析料浆中的固相率，将料浆取出急冷，保持料浆中的固液形态及固液相比例，凝固过程中控制其冷却速度极其重要。在半固态成形过程中，属于传统凝固，需要较大的过程度，以保证半固态中固相率及圆整度。,TiAl半固态成形中的凝固,TiAl合金相图,TiAl合金相图，及局部放大图,由于钛铝合金高温难融以及固液区间小等特点，特别是向钛铝合金中加入相关稀土元素后，钛铝合金熔点将进一步升高。故钛铝合金半固态难以进行，暂时查到相关文献。但由于钛铝合金铸造组织具有疏松、多孔、显微组织偏析等缺陷，半固态钛铝合金将有助于解决这些问题，所以钛铝合金半固态成形是有前景的方向。如图所示1.11为钛铝合金相图，右边为其40-50Al放大相图，可以看出44.6Al的合金具有最大固液区间，固液区间温度约为67度，适合半固态成形，45-48%为包晶凝固。可采用高于液