一种新型Ti-Al-Mn-W合金组织与力学性能

作者:李小兵; 舒磊; 潜坤; 陈波*; 薛鹏; 张孟殊; 刘奎
来源:稀有金属材料与工程, 2023, 52(05): 1851-1860.

摘要

设计并制备了一种新型低成本、易热变形的Ti-43Al-3.5Mn-0.5W(at%)合金锻锭,并对其组织、室/高温拉伸力学性能、抗高温氧化性、热变形能力进行了系统分析。结果表明,与Ti-42Al-5Mn相比,研制的合金强度、抗高温氧化性、热变形能力更佳,且该合金α2和βo相中具有更低的Mn含量,降低了合金近服役温度下富锰Laves相的析出倾向。合金的固态相变路线为:β→β+α→β+α+γ→β+βo+α+α2+γ→βo+α2+γ,其中γ相完全溶解的温度(Tγ-solv)约为1250℃,β单相区温度(Tβ或Tα)约为1360℃。锻态合金显微组织为α2/γ片层和片层界面处大量βo和γ混合相,高温强度降低明显。通过两步热处理,锻态合金的高温强度和稳定性均有一定提升,这主要归结为片层组织含量的提高和片层晶团尺寸的细化。1260℃/0.5 h/AC+800℃/3 h/FC热处理合金800℃的屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为320 MPa、555 MPa、16%。