TiAl是化合物的研究进展

综述了ＴｉＡｌ金属间化合物的研究进展，介绍ＴｉＡｌ合金室温脆性的解决办法，对其制备和加工的新工艺进行分类评述，并从基础理论研究、制备与加工新技术、等方面指出其今后的研究与开发动向。     

原位生成TiC/Al基复合材料的制备

采用原位法（ＸＤ法）成功地制备了ＴｉＣ／Ａｌ基复合材料,并通过ｘ－射线衍射仪及显微镜研究了自生增强体ＴｉＣ颗粒在α－Ａｌ基体中的浸润情况。结果表明：原位生成ＴｉＣ／Ａｌ基复合材料中自生增强体ＴｉＣ在基体中浸润良好,加入Ｍｇ后可使ＴｉＣ颗粒溶入的数目增多,且使其弥散细小均布于α－Ａｌ基体中（ＴｉＣ颗粒直径为（０．１～１０．０）μｍ）,晶界上无明显的偏聚。     

Al—12Ti机械合金化过程的结构演变

采用三种不同类型的球磨机对高Ａｌ含量的Ａｌ－Ｔｉ元素进行球磨试验，研究了其结构演变的特点和影响因素．Ａｌ－Ｔｉ混合粉末在高能球磨过程中的结构演变与球磨输入能量有很大关系，输入能量高的球磨方式能导致Ｔｉ完全过饱和固溶于Ａｌ中，甚至形成部分非晶相和Ｌｌ２有序相；中等输入能量只能形成过饱和固溶体，不能形成非晶相；输入能量较低则不能使Ｔｉ完全溶于Ａｌ．球磨输入能量还对最终球磨态粉末的畸变程度和晶粒大小有重要作用，输入能量高的球磨机制备的机械合金化粉末的畸变明显高于另外两种球磨机制备的粉末，且晶粒更细．高的畸变和细的晶粒可能是促进部分非晶化的原因之一．     

稀释剂Al_2O_3对Al/TiO_2自蔓延高温合成反应影响的研究

在研究稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３对自蔓延高温合成反应４Ａｌ＋３ＴｉＯ＿２＝３Ｔｉ＋２Ａｌ＿２Ｏ＿３的绝热温度及反应模式的影响的基础上，研究了稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３对该ＳＨＳ反应过程的影响以及对合成Ｔｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３金属陶瓷复合材料组织结构的影响．结果表明，稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３含量增加，ＳＨＳ反应所必需的预热温度提高，燃烧速率降低，且燃烧不稳定；制备的Ｔｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３金属陶瓷复合材料致密度下降，但产生裂纹的倾向减少．     

TiAlN 保护膜的制备及结构研究

用反应磁控溅射方法制备了ＴｉＡｌＮ薄膜,结构分析表明,当Ｔｉ的含量小于０．２５时,ＴｉＡｌＮ薄膜是Ａｌ基氮化物的闪锌矿结构,但晶格常数随Ｔｉ原子含量的增加而增大．Ｘ射线光电子能谱分析表明,ＴｉＡｌＮ薄膜有与ＡｌＮ和ＴｉＮ不同的电子结构特征．     

Ti,B 化合物制取颗粒增强 TiB_2/Al 复合材料

用熔炼法制备ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料．通过添加Ｔｉ，Ｂ化合物，在纯铝基体中原位生成ＴｉＢ２颗粒，基体得以增强．就ＴｉＢ２的体积分数对复合材料机械性能和显微组织的影响进行了研究，并对两种Ｔｉ，Ｂ化合物（Ⅰ，Ⅱ号）的增强效果进行了比较．结果表明，ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料的机械性能明显优于铝基体．与Ⅰ号Ｔｉ，Ｂ化合物相比，Ⅱ号Ｔｉ，Ｂ化合物能更有效地提高复合材料的强度和硬度．ＴｉＢ２／Ａｌ复合材料的拉伸强度和硬度随Ｔｉ，Ｂ化合物加入量增多而提高，而延伸率降低．含２．０％（体积分数）ＴｉＢ２的复合材料其热轧退火态的拉伸强度和铸态布氏硬度分别为１５８ＭＰａ和３８８ＭＰａ，与纯铝基体相比，拉伸强度和硬度分别提高了１１１％和５１％．     

两种合金化Ti—Al合金的高温氧化行为

研究了２种合金化的Ｔｉ－Ａｌ合金Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｃｒ－２Ｎｂ和Ｔｉ－４７Ａｌ－１Ｃｒ－１Ｖ－２．５Ｎｂ（含金含量均为原子分数）在８００和９００℃的恒温氧化行为,分析探讨了它们的高温氧化特征及合金元素对其高温氧化性能的影响,研究发现：８００℃时,二合金化Ｔｉ－Ａｌ合金的抗氧化性能要比二元Ｔｉ－４８Ａｌ（以下简称为４８Ａｌ）合金的差;９００℃时,其抗氧化性能得到了很大改善,氧化反应速率锭低于二元４８     

微量硼对形变TiAl合金显微组织和力学性能的影响

以形变Ｔｉ－４７Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ合金为对象,在７７～１３７３Ｋ和１０－５～１０－１ｓ－１应变速率范围内研究微量硼（ａ（Ｂ）＝１．０％）对ＴｉＡｌ合金显微组织和拉伸性能的影响．发现,１．０％Ｂ能有效地细化形变Ｔｉ－４７Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ合金的近全片层组织,显著提高其中低温强度,改善中低温塑性,但不损害其高温强度,是提高ＴｉＡｌ合金综合性能的有效途径．还发现,除延脆转变温度附近外,１．０％Ｂ对形变ＴｉＡｌ合金断裂方式无明显影响．部分固溶于形变ＴｉＡｌ合金的硼原子可能与空位结合形成复合体,硼原子－空位复合体在一定温度下释放出空位,促进位错攀移,从而促进合金的延脆转变．     

钛铝合金热力学性质的研究

采用快速ＬＭＴＯＣＰＡ方法分别计算成分有序和无序的ＴｉＡｌ合金（Ｌ１０结构）的热力学性质,通过比较可以发现,有序情况下的ＴｉＡｌ合金的晶格常数理论值与实验值符合很好,而无序情况下的晶格常数理论值与实验值偏差大于３％．理论结果表明有序的γＴｉＡｌ相在富Ａｌ区,多余的Ａｌ原子占据Ｔｉ的格点后,系统能量降低,有利于γＴｉＡｌ相的稳定性,而在富Ｔｉ区,多余的Ｔｉ原子占据Ａｌ的格点后,将使所有的Ｔｉ原子的能量增大,使系统能量升高,不利于γＴｉＡｌ相的稳定性,而有利于新相的形成．     

TiAlN保护膜的制备及结构研究

用反应磁控溅射方法制备了ＴｉＡｌＮ薄膜，结构分析表明，当Ｔｉ的含量小于０．２５时，ＴｉＡｌＮ薄膜是Ａｌ基氮化物的闪锌矿结构，但晶格常数随Ｔｉ原子含量的增加而增大，Ｘ射线光电子能谱分析表明，ＴｉＡｌＮ薄膜有与ＡｌＮ和ＴｉＮ不同的电子结构特征。     

TiAl基合金双温热处理原理及其相变特征的研究

使用多种分析及检测手段，较详细地研究了双温处理细化ＴｉＡｌ基合金热锻试样的显微组织的机理，并研究了双温处理显微组织特征，提出了双温处理下ＴｉＡｌ基合金的显微组织转变及相变模型     

TiAl基合金的摩擦学设计

基于TiAl基合金作为摩擦零件的性能要求，在综述TiAl基合金目前国内外研究现状和取得的成果的基础上，探讨了提高TiAl基合金的强韧性技术及实现其高温自润滑耐磨的设计准则，为研究开发新型的高温自润滑耐磨TiAl基合金提供技术途径。     

TiAl金属间化合物的研究进展

综述了TiAl金属间化合物的研究进展，指出了其应用于高温领域的主要障碍是它的室温脆性与高温强度的不足，进而提出了相应的解决办法；同时分析了合金化对组织与性能的影响及加工／热处理对组织与性能的影响机理，并对TiAl基合金的制备和加工的新工艺进行分类评述。最后从基础理论、制备与加工新技术、TiAl基复合材料的研制等方面指出今后的研究与开发动向。     

添加钨和稀土元素对TiAl合金性能的影响

采用机械合金化结合粉末冶金技术制备Ti-44.7Al、Ti-44.7Al-xW、Ti-44.7Al-xLa-yCe合金材料,采用透射电镜和金相显微镜研究不同W、La、Ce添加量对机械合金化TiAl基合金的显微组织的影响,并对合金的力学性能进行测试.研究表明,在不添加任何元素时TiAl合金颗粒的平均尺寸为30～60 μm,但添加微量稀土元素La、Ce对TiAl基合金的细化作用非常明显,其平均尺寸为20 μm;通过机械合金化在TiAl基合金系统中添加微量W元素会形成新的固溶体相,这种新成分相大大提高TiAl基合金的抗弯强度σb,当W添加量为1.0%时,σb达到峰值,随后随着W原子数分数的增加,抗弯强度降低;TiAl合金的抗弯强度σb开始随着稀土元素La的增加而增加,在0.5%原子数分数处达到峰值,然后强度随稀土原子数分数的继续增加而下降;而合金的强度却随添加Ce的原子数分数的增加而直线下降,同时添加W的TiAl合金的强度高于加稀土La、Ce的TiAl合金的强度.     

包套锻复合热机械处理技术中TiAl基合金显微组织细化的机理

对比研究了常规热机械处理和包套锻复合热机械处理技术中，材料的显微组织和热学行为．揭示了常规热机械处理下，由于应力分布不均匀和变形过程中充分地发生着动态再结晶，造成材料的显微组织不均匀；而在包套锻复合热机械处理技术下，由于实现快速变形，热变形材料储能高，随后的等温再结晶退火可获得均匀的显微组织．     

添加铬元素对TiAl合金室温延性和微观结构的影响

以0 wt％到5 wt％的金属铬作为第三合金元素,探讨了其对TiAl合金的室温延性和微观结构的影响。研究结果表明,适量铬的添加能够显著地改善TiAl合金的室温延性。合金中退火孪晶的量随着铬添加量的增加而明显增多;变形合金中含有大量的孪晶和层错带。这些表明,TiAl合金的堆垛层错能由于铬的添加而降低了,由此可以断定孪生变形和超位错运动对TiAl Cr合金的塑性变形作出了贡献。研究结果还表明,合金的晶粒度以及所含有的少量 Ti_3Al第二相都对其室温延性有着影响。     

TiC/TiAl复合材料微观结构观察及强韧化机理分析

采用放电等离子烧结(SPS)技术，制备了质量分数为10％的TiC／TiAl复合材料，从微观结构上研究了TiC颗粒对TiAl基体材料力学性能的影响。实验结果表明：在TiC，TiAl复合材料中TiC颗粒主要分布于晶界，少量进入基体晶粒的内部，形成晶内型结构；TiC颗粒的引入细化基体晶粒的尺寸，有效地阻碍材料内部裂纹扩展，引起裂纹偏转，增加其扩展路径，改善材料的韧性，同时在晶界和晶内形成了一系列位错。位错强化与细晶强化是主要的强化机制，TiC／TiAl复合材料韧性的提高主要源于TiC粒子对裂纹的偏转。     

添加锰对TiAl金属间化合物孪生变形的影响

本文研究了L1_0型TiAl和TiAl Mn金属间化合物的室温力学特性和变形亚结构。实验结果表明:添加合金元素Mn可以促进TiAl合金中的孪生变形,从而使其室温延性得以明显改善。建立了TiAl有序结构中孪生变形的位错模型,根据该模型,阐述了TiAl合金的孪生过程及其晶体学特征,重点讨论了合金元素Mn对TiAl合金孪生变形影响的机制,指出了超位错可动性增强和层错能降低是促进孪生变形的两个重要因素。     

铝化钛的反常强化行为和电子结构

由计算的铝化钛ＴiAl三种平面缺陷能在价电子结构层次分析了ＴiAl的反常屈服强化行为（ＡＹＢ）。结果表明,ＴiAl的ＡＹＢ不可能是单一Ｋ－Ｗ位错交滑移钉扎机制独力所为,而是三种主位错交互作用引起的;孪生交割钉扎机制也有很大作用;其本质原因是温度直接影响键结构导致的强化与弱化综合作用的结果。     

钛铝合金中正常位错的特性

此研究探讨了钛铝合金中在没有超位错存在时的正常位错的特性。在少量塑性变形时,正常位错就发生缠结,正常位错对塑性变形贡献很少,大量的塑性变形主要靠孪晶过程,正因为如此,钛铝合金就容易产生脆性断裂。然而,γ钛铝合金中钛铝的原子百分数比却能改变位错的许多特性。