熔模精密铸造型壳对TiAl合金表面抗氧化性能影响研究

基本信息
批准号:51001040
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:徐丽娟
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2010
结题年份:2013
起止时间:2011-01-01 - 2013-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:肖树龙,郭险峰,王晓鹏,徐兴辰,孙敏杰
关键词:
高温抗氧化性熔模精密铸造TiAl合金氧化物陶瓷型壳
结项摘要

TiAl金属间化合物(以下简称TiAl合金)作为一种优质的轻质结构材料,但是其室温塑性差和高温下抗氧化性不足限制了TiAl合金的应用。因此,提高TiAl合金在高温下的抗氧化性具有重要意义。本课题采用熔模精密铸造的方法,在熔模精密铸造的过程中即对TiAl合金进行表面处理,最终使熔模精密铸造的TiAl合金铸件具有良好的表面抗氧化性能。研究的思路是根据前人研究结果并通过热力学计算、化学反应计算分析等,在氧化物陶瓷面层型壳中加入型壳添加材料,研究新型氧化物陶瓷型壳制备过程中的关键技术,研究新型氧化物型壳精铸的TiAl合金氧化层的相组成、形态、氧化层与基体的结合能力等,新型氧化物陶瓷型壳对TiAl合金表面组织细化作用,揭示型壳添加物对铸造TiAl合金表面抗氧化性的影响机理,最终提高熔模精密铸造TiAl合金铸件的表面高温抗氧化性。

项目摘要

TiAl合金具有比强度高、良好的高温性能等众多优点,在航空航天领域具有很广阔的应用前景。经过研究学者多年的努力,TiAl合金已经在某些领域实现应用。目前,限制TiAl合金进一步应用的主要问题有室温塑性低、较高使用温度(850℃以上)时抗氧化能力差等。本项目主要针对TiAl合金高温下抗氧化能力不足的问题,在TiAl合金的熔模精密铸造成形方法基础上,研制一种新的氧化物陶瓷型壳材料及其制备方法,考察型壳添加合金元素对TiAl合金抗氧化能力的影响。项目完成了TiAl系合金中活度系数计算和氧化热力学计算,分析了添加元素对TiAl合金高温氧化行为的影响,并通过研究添加元素对氧化物陶瓷型壳面层形貌、质量的影响,优化了氧化物陶瓷型壳材料,确定了符合本项目要求的面层添加元素;通过在对氧化物陶瓷型壳的背层中添加有机物,使焙烧后的型壳透气性提高,改善了型壳的退让性;研究了添加合金元素后的氧化物陶瓷型壳与TiAl合金的界面反应,揭示了界面反应机理;对比研究了型壳中添加合金元素前后熔模精密铸造TiAl合金的高温氧化行为。本项目的研究结果表明在型壳中添加Si、Mo元素后浇注出的TiAl合金的抗氧化能力得到改善。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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