W对Ti-42Al-5Mn凝固组织与元素分配行为的影响

作者：李小兵; 赵鹏翔; 陈波^*; 舒磊; 张孟殊; 刘奎

来源：稀有金属材料与工程, 2022, 51(10): 3850-3858.

• TiAl基金属间化合物
• W含量
• 凝固组织
• 真空感应熔炼
• 分配系数

以低成本、易变形的Ti-42Al-5Mn合金(原子分数，下同)为研究对象，研究了0.5at%～1.0at%W含量对合金凝固组织和元素在相中分配行为的影响。结果表明，采用CaO坩埚一次真空感应熔炼方法制备的合金铸锭不同位置难熔金属W分布均匀且O含量控制在556～660μg/g。W添加后，合金凝固组织得到明显细化，随着W含量的增加，凝固组织中片层组织尺寸降低、含量减少，且凝固组织显微硬度得到明显提升。通过对不同相合金元素分布行为特征分析发现，Al在合金不同相中的富集顺序为：γ>α2>βo,Ti、Mn、W的为：βo>α2>γ,W添加不能改变Ti、Al元素在相关相中的分配行为，但会在一定程度上改变Mn元素的分配行为。随着W含量的增加，W在βo和α2相中的分配系数线性增加，分别满足kα2/γW=1.4026CW(at%)+0.4313,kβo/γW=1.3290CW(at%)+1.8745，且W在βo相中的富集倾向约为Mn的5.6倍，在α2相中的富集倾向约为Mn的7.5倍。

• 单位
  季华实验室; 中国科学技术大学; 中国科学院金属研究所