新型 beta-gamma TiAl合金高温变形行为及板材轧制变形机理

轻质、耐热TiAl合金是航空、航天工业急需的高性能结构材料，但传统的TiAl合金属于难变形材料，高温变形能力较差，特别是板材轧制成形非常困难。Beta-gamma TiAl合金是一种新发展的TiAl合金，与传统TiAl相比，热加工性能较好，有利于板材成形。但Beta-gamma TiAl合金的高温变形行为及板材轧制变形机理方面的研究还鲜有报道。通过本课题的研究，揭示新型Beta-gamma TiAl合金的高温流变行为、再结晶机理、板材高温轧制变形机理以及组织性能演变规律，构建板材制备过程中的形变与相变的交互作用模型、板材制备-组织结构-力学性能关系，近一步理解新型beta-gamma TiAl合金的形变、微观特性与宏观性能的相关性，为促进变形TiAl合金的发展、大尺寸板材的研制及其在航空航天上的应用奠定理论基础。

Beta-gamma TiAl合金是一种新型轻质高温结构材料，具有低密度、高的比强度和比模量、好的高温抗蠕变和抗氧化性能，以及优异的热加工性能等特点，在航空、航天及其发动机等领域具有重要的应用前景。本课题通过对beta-gamma TiAl合金的制备、高温变形行为、轧制变形机理以及热处理对板材组织性能的影响规律等方面的研究，揭示了beta-gamma TiAl合金高温变形过程中的高温流变行为、相变规律、再结晶行为、形变与相变交互作用下的变形机理、热处理过程中的相变及组织转变规律，确定了beta-gamma TiAl合金的高温变形过程中的软化机制以及高温变形能力改善机制，建立了beta-gamma TiAl合金凝固过程的组织演化模型、高温塑性变形动力学方程和热加工图，确立了变形过程中形变温度、形变速率与组织演变规律的关系、板材制备-组织结构-力学性能关系，获得了该合金的安全加工区间及最佳热加工工艺参数。在此基础上，研制出了大尺寸、高质量的beta-gamma TiAl合金锻坯和板材，最大beta-gamma TiAl合金锻坯直径达到Ø730mm，最大beta-gamma TiAl合金板材尺寸达到700mm×200mm×(2-3)mm。上述研究结果在国内外学术刊物上共发表论文21篇，其中SCI收录16篇（影响因子IF≥1.857文章14篇，最高影响因子为2.913），EI收录16篇，已被SCI引用47次；申报国家发明专利3项；培养博士生4人、硕士生3人；获得黑龙江省科学技术奖自然科学类一等奖1项。