一、影响TiAl高温氧化的两个因素（论文文献综述）
葛庚午[1]（2022）在《β-γ高铌TiAl合金的热加工特性、无包套锻造与热处理组织调控》文中进行了进一步梳理TiAl合金具有低密度、良好的高温强度与蠕变及氧化抗力,受到了广泛关注。但由于其本征脆性、热加工窗口窄,导致TiAl锻造等热加工通常需要装在包套中进行,而包套锻造工序复杂、成本高。本文旨在课题组前期开发出的具有优异高温变形能力、只有β+γ两相的β-γ高铌TiAl合金（Ti-44Al-8Nb-1.5Mn-1.0Cr-0.2B-0.2Y）基础上,系统研究其热加工特性、锻造有限元模拟与工艺优化,从而实现无包套锻造;之后通过热处理系统研究B2/β相的消除、α相与片层的形成及其调控工艺,最终完全消除B2/β相、获得均匀的全片层组织;另外考察了高温氧化行为。取得了如下创新性成果:（1）β-γ高铌TiAl的铸态组织只有β+γ两相组成,无α2相,β相含量为13.9%。随变形温度升高,应变速率降低,流变应力降低,动态再结晶程度增加。克服传统峰值应力法精度低的问题,采用应变迭代法建立了热变形本构方程与热加工图,能量耗散效率随温度的增加、应变速率的减小和应变的增加而增加,失稳区位于低温高应变速率区域,热加工温度应不低于1000℃、应变速率不超过0.1 s-1。此外,通过机器学习方法建立了人工神经网络模型,该模型对流变应力具有很高的预测精度。（2）无包套锻造有限元模拟表明:锻造高径比为1时,温降较大;锻造高径比小于1.5时,应力较高,难于变形;锻造高径比超过2时,鼓形部位损伤因子出现两个峰值,变形不均匀程度增加,出现双鼓现象;合适的高径比为1.5～2。锻造温度一定时,随应变速率升高,温度场分布均匀性提高,等效应力和难变形区域减小,整体变形均匀性提高;应变速率一定时,随温度提高,变形均匀性增加。多向两轴锻造提高了应力场与应变场分布均匀性,两端难变形区域减小,有效改善了变形的均匀性;多向三轴锻造能够消除难变形区域,可实现更均匀的变形。（3）无包套锻造工艺优化研究结果表明:模具温度较低,容易导致锻坯开裂;随温度的降低和变形量的增加,锻坯开裂倾向增加,合适的工艺为温度1280℃、应变速率0.01～0.05 s-1,锻坯不开裂,实现了无包套锻造,单向多步、单步锻造最大变形量分别可达70%和80%。随锻造温度升高和变形量的增加,锻态组织仍然只有β+γ两相组成,无α2相,β相含量增加,为14.5%～19.9%;γ相和β相的条带形貌减弱,γ晶粒逐渐分散,锻后组织更加均匀;相对单向锻造,多向锻造进一步提高了组织均匀性。锻态的变形能力显着优于铸态,热变形过程中,β相发生连续动态再结晶,γ相发生非连续动态再结晶。锻造工艺参数对硬度影响不大;锻态的韧脆转变温度为800～850℃;随锻造温度升高,断裂韧性降低。（4）热处理组织调控研究结果表明:B2/β相在保温阶段通过β→α消除,温度应不低于1250℃;α相在保温阶段通过β→α和γ→α形成;片层结构在冷却阶段通过晶界形核并向晶内生长和晶内析出并长大两种方式形成,初始形成温度比退火温度低30～40℃。热处理尤其α+γ两相区退火过程中的氧含量对锻态组织转变均匀性具有重要影响,退火温度和时间一定时,随氧含量的增加,组织转变深度增加。通过在β单相区热处理促进β相稳定元素扩散,并增加γ/β界面,为α相提供更多形核点;同时在α+β两相区控制β到α相转变,可获得均匀的全片层组织,合适的退火工艺为1450℃保温2h后再以5℃/min冷却到1350℃保温9 h后炉冷。（5）β-γ高铌TiAl合金氧化200 h发现,铸态和锻态700℃氧化程度均很低,增重仅分别为0.075 mg/cm2和0.066mg/cm2,样品表面的磨痕清晰可见;800℃时,增重分别为0.473 mg/cm2和0.413 mg/cm2,样品表面β相凹陷,其表面有细小Ti02颗粒形成,γ相表面形成较多孔洞;900℃时,增重分别为1.866mg/cm2和1.846mg/cm2,样品表面为Al2O3和TiO2的混合产物,TiO2生长在Al2O3的外层,但A1203层未完全被Ti02覆盖,其氧化膜结构为Ti02层/A12O3层/TiO+Al2O3层/富Nb+Mn+Cr层。铸态和锻态三种温度下氧化过程中样品亚表层均发生β相的分解,O通过扩散进入样品表面,促进了β相向α相的转变。锻态中β相形貌和分布降低了扩散进入合金内部的氧含量,并且晶粒分布更加均匀,形成的氧化膜及氧化颗粒分布也更加均匀,导致锻态的抗氧化性能优于铸态。
赵展[2]（2020）在《增压涡轮用高温合金组织和工艺对热裂的影响与控制》文中研究指明使用不同镍基高温合金浇注增压涡轮后,涡轮叶片出现不同程度的热裂。为了改善增压涡轮的热裂问题,减小热裂倾向性以提高产品合格率,本文以K418,K419及K424合金为研究对象,系统分析不同批次增压涡轮的开裂现象,总结影响开裂的因素。采用实验及理论计算的方法深入研究组织特征、凝固特性及铸造工艺对热裂倾向性的影响规律。通过显微组织观察及有限元模拟分析多个批次增压涡轮的开裂现象,明确了枝晶间的共晶组织和凝固过程中形成的热应力是导致涡轮热裂的主要原因。系统分析热裂倾向性不同的三种合金的显微组织,确定共晶组织与热裂倾向性之间存在关联性,共晶组织尺寸越大,数量越多,合金的热裂倾向性越大。定义共晶影响因子Ef（Ff=晶数量×共晶尺寸）来评估合金的热裂倾向性。研究获得了 Al、Ti含量和冷却速度对共晶组织的影响规律。随Ti含量增加,研究合金共晶组织的数量及尺寸均增大,Al对共晶组织的影响程度比Ti弱。冷却速度对共晶尺寸的影响存在明显的拐点,随着冷却速度增加,共晶组织数量及尺寸增大;冷却速度过大,形成细小的枝晶组织,枝晶间的共晶组织呈现出小尺寸的特点,但热应力也随之增大。提出控制Al、Ti含量（尤其是Ti的含量）及冷却速度而降低热裂倾向性的成分及组织控制原则。对合金的凝固特性及元素偏析行为的研究结果表明,γ’相形成元素（Al、Ti）含量越高,尤其是Ti元素含量越高,其在液相中强烈偏析,液相成分在残余液相数量较多、尺寸较大时达到共晶成分点,导致共晶组织形核析出。共晶的数量及尺寸反映了凝固过程中元素的偏析情况以及残余液相的形貌特征。共晶组织尺寸越大,数量越多,凝固末期枝晶的搭接越不充分,热裂倾向性越高。揭示了共晶组织特征影响合金热裂倾向性的根本原因。采用铸造模拟软件ProCAST计算了增压涡轮凝固过程中的应力场,给出了铸造工艺对不同合金热应力的影响规律。对热裂倾向性较高的K424合金,应该尽量避免较低的模壳温度及浇注温度。综合考虑凝固时间及热应力,提出了降低热裂倾向性的铸造工艺参数选取原则。构建了双性能整体叶盘晶粒组织的计算模型,探讨和实现了对整体叶盘双晶粒组织的模拟计算。综上,本文通过实验和理论计算的方法,提出了共晶组织特征影响合金热裂倾向性的原因及控制方向;明确了减小热应力的工艺控制原则。为高温合金增压涡轮的质量控制提供理论分析方法和实验依据。
宫雪[3]（2018）在《TiAl基合金表面NiCoCrAlY（Ta，Mo）涂层的组织与抗氧化行为》文中认为TiAl合金具有密度低、比强度高、弹性模量高等特点,成为航空航天领域极具应用前景的轻质结构材料,但是TiAl合金在800oC以上抗氧化性能不足的缺点限制了其作为发动机热端部件的应用。整体合金化和表面涂层技术是改善合金抗氧化性能的两种主要方法,在实际应用中往往是将两种技术相结合。MCrAlY涂层是应用最广泛的高温抗氧化涂层体系,然而MCrAlY涂层和TiAl基体在氧化过程中会发生严重的互扩散,导致界面处脆性互扩散层的形成,使涂层发生化学失效和剥落失效。基于以上问题,本文将整体合金化和表面涂层技术相结合,系统地研究了合金元素和制备工艺对TiAl合金及其表面NiCoCrAlY涂层的显微组织、力学性能、抗热震性能和高温抗氧化性能的影响,深入地分析了涂层-合金体系的失效机理,得出以下研究结果:合金元素V、B和Y对Ti-44Al-6Nb-1Cr合金在900oC下的氧化行为有很大影响。2 at.%V的添加促进了挥发性V2O5的生成,加快了氧和金属离子的反应速率,使氧化膜中形成了大量TiO2和Al2O3团聚体,从而弱化了氧化膜与合金的结合,最终导致合金抗氧化性能的下降。B和Y的协同添加细化了合金的组织,促进了合金表面Al元素的选择性氧化,加快了Al2O3膜的形成。同时,B和Y在晶界处的偏析阻碍了V的外扩散,降低了V2O5的生成速率,减轻了晶粒细化对抗氧化性能的负效应,从而改善了Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V合金的抗氧化性能。对NiCoCrAlY/Ti-44Al-6Nb-1Cr、NiCoCrAlY/Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V和NiCoCrAlY/Ti-44Al-6Nb-1Cr-2V-0.1B-0.15Y三种等离子喷涂涂层-合金体系的氧化行为研究后发现,基体合金元素对涂层的结合性能和抗氧化性能有很大影响。基体中V元素的外扩散促进了涂层表面V2O5、AlVO4和NiCr2O4的生长,增加了氧化膜中的生长应力,使涂层表面的氧化膜发生大面积剥落,从而加速了氧的内扩散,导致界面处严重内氧化现象的发生,最终恶化了涂层的抗氧化性能和结合性能。基体中B和Y元素对V元素外扩散的阻碍作用降低了涂层表面V2O5和AlVO4的生长速率,改善了氧化膜的结合性,降低了界面的内氧化速率。界面处形成的Al2O3障阻碍了界面脆性互扩散层的形成,从而改善了涂层的结合性能。难熔元素Ta和Mo对NiCoCrAlY涂层的结合性能和抗氧化性能有不同程度的影响。4.5 wt.%Ta或2 wt.%Mo的添加对涂层的结合强度几乎不产生影响,但作为过渡族元素,它们提高了涂层的弹性模量,有利于提高涂层的内聚强度。Ta5+在氧化膜中的掺杂抑制了涂层表面Al2O3和Cr2O3的生长,从而略微地降低了涂层的抗氧化性能。但是,Ta5+的掺杂作用提高了涂层的抗热震性能,这是因为Ta的掺杂促进了界面活性Al2O3障的生成,降低了界面脆性互扩散层的形成速率,改善了涂层与基体的结合。NiCoCrAlYMo涂层表面生成的挥发性的MoO3使涂层发生严重的内氧化,在界面处形成了大量Cr2O3+TiO2+Al2O3团聚体,增加了涂层中的内应力,导致涂层抗氧化性能和抗热震性能的大幅度下降。激光熔敷技术减少了NiCoCrAlY涂层中的夹杂物、孔隙等缺陷,消除了涂层的层状结构,使涂层与基体间形成了冶金结合。稀土氧化物Sm2O3的添加改变了熔敷层的凝固组织,使界面处的平面晶宽度增加、枝晶熔断,促进了柱状晶的生长。Sm2O3的添加细化了近表面区域涂层的组织,并且晶粒尺寸随Sm2O3含量的增加而减小。稀土氧化物Sm2O3对NiCoCrAlY涂层的力学性能和抗氧化性能有很大影响。含Sm2O3涂层中细小的晶粒起到增韧作用,降低了涂层的裂纹敏感性。涂层近表面区域细小的晶粒促进了Al的选择性氧化,并且随着Sm2O3含量的增加,θ-Al2O3向α-Al2O3的转变速度加快,这有利于降低涂层的氧化增重。当Sm2O3添加量为3 wt.%时,激光熔敷NiCoCrAlY涂层具有最佳的抗氧化性能。
叶利亚[4]（2018）在《铂铝合金层的制备、高温抗氧化行为及其在高温合金表面的应用》文中研究说明燃气轮机广泛应用于航空、舰船和发电,通过提高燃气温度,可以提高能源利用率和减少碳排放。但是,燃气温度提高的同时,也对燃气轮机合金组件的承温能力带来了新的挑战。燃气轮机中用量最大的合金是镍基合金和钛基轻质合金,钛铝合金高温力学性能的提高,使轻质合金在燃气轮机热端（涡轮）的应用成为可能。由隔热陶瓷层和合金粘结层组成的热障涂层系统（TBCs）可以有效提高涡轮叶片的承温能力,合金粘结层的作用主要是降低陶瓷层与合金基体之间的热失配,通过形成具有保护性的A1203膜（也作热致生长氧化物TGO）对合金基体进行高温防护,提高其高温氧化抗性和持久性。与一般的A12O3膜形成功能的铝化物粘结层相比,铂铝（Pt-Al）合金涂层可以形成更致密的TGO,高温氧化抗性更好,而且TGO粘附性更高,寿命更长,在1000 ℃下可以为叶片提供长达25000 h的热循环防护。然而,由于制备工艺复杂,关于镀铂、铝化两个关键制备步骤和基体组分对涂层物相、结构的影响缺乏系统的研究。作为多组分、多层结构的粘结层,由于其在高温服役过程中复杂的TGO生长行为,组分、物相、结构和TGO粘附性的退化过程,以及熔盐沉积导致的TGO退化机制等问题缺乏深入研究,对于获得高性能的铂铝粘结层和进一步延长寿命的追求目标来讲,缺乏足够的理论支持。而且,钛合金基体中Ti的外扩散氧化问题仍没有得到有效解决,钛基轻质合金基体上高热稳定性合金涂层的缺失阻碍了其在燃气轮机热端的应用推广。本文研究了镀铂层厚度、铝摄入量和基体组分对铂铝合金层的物相、结构的影响,纯镍、镍基合金、钛合金三种基体上具有不同Pt/Hf含量和不同物相组成的涂层在热循环氧化和熔盐腐蚀条件下的动力学和组分、物相、形貌演变,发现Pt含量和基体种类对涂层的物相、结构具有重要影响,涂层在热循环条件下存在明显的Pt元素流失,TGO褶皱和粘附性降低,不同熔盐组分下的热腐蚀行为差异较大,以及具有双层结构的铂铝涂层可以有效阻止钛合金基体中Ti的外扩散等现象。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、电子探针分析和X射线光电子能谱对样品的组分、物相和结构进行表征和分析。对于TGO褶皱程度的分析,需要应用非接触式的3D表面轮廓仪对表面粗糙度进行测量,并结合扫描电子显微镜对比分析样品的截面形貌。通过分析和讨论基体类型和Pt含量对涂层物相组成和结构的影响,Pt在热循环条件下的扩散行为,Pt/Hf含量对TGO粘附性的影响,不同熔盐组分下的热腐蚀机制,以及涂层在钛合金基体上的高温热稳定性,得到如下主要结论:1)在Ni基合金基体上,随Pt含量增加,合金层的物相组成变化:β→PtAl2+β→PtAl2,调控渗铝条件可以调控Pt-Al的厚度、孔洞大小、物相组成和物相分布。在Ti合金基体上制备的铂铝涂层会出现明显的分层现象,起始镀Pt层的厚度和扩散程度对各层的物相组成具有决定性作用。2)最优Pt含量为8.19 at.%,其涂层具有最低的氧化速率常数和表面粗糙度。由于Pt的扩散消耗,会发生PtAl2→β*转变和形成Kirkendall孔洞。进一步添加0.46 wt.%的Hf可以降低氧化增重和TGO褶皱程度。3)Na2SO4导致起始氧化膜发生碱性熔融分解,而Na2SO4+V2O5混合熔盐会导致酸性熔融,V2O5不仅促进了β中Pt的析出,而且会加速热腐蚀的氧化和硫化反应过程。4)钛合金基体上外层为（Pt）TiAl3+（Ti）PtAl2,内层为（Ti）PtAl2的双层结构涂层既可以减少涂层本身表层Ti的氧化消耗,又可以有效阻止基体中Ti的外扩散。
王玲[5]（2014）在《γ-TiAl合金表面溅射Al/Al2O3梯度涂层的工艺及其抗高温性能研究》文中研究表明γ-TiAl合金是一种新型轻质高温材料，密度是镍基合金的一半，却有与之相近的高温力学性能，具有广泛的应用前景。但γ-TiAl合金在700℃以上的高温环境中抗高温腐蚀性能不足严重限制其实际应用。本课题为解决γ-TiAl合金抗高温腐蚀性能不足的问题，采用磁控溅射和扩散处理技术在γ-TiAl合金表面制备Al/Al2O3梯度涂层。主要研究内容：（1）不同工艺参数对磁控溅射Al涂层及反应溅射Al2O3涂层的影响，扩散工艺参数对梯度层形成的影响。（2）用XRD、SEM及EDS等分析技术分析涂层的相结构、组织形貌及相应元素分布。通过划痕试验和显微硬度实验，分析涂层的基本力学性能；（3）在不同温度的箱式电阻炉中进行氧化实验、热震实验及Na2SO4熔盐腐蚀实验。用XRD、SEM及EDS等分析技术检测高温腐蚀后基体与涂层试样的相结构、组织形貌及相应元素分布，剖析抗高温氧化和抗熔盐腐蚀机理。结果表明：（1）磁控溅射Al涂层最优工艺参数：功率130W，工作气压0.5Pa，极间距40mm，Ar流量30sccm，时间5h；（2）扩散处理最优工艺参数：600℃扩散5h；（3）反应溅射Al2O3最佳工艺参数：功率130W，工作气压0.5Pa，极间距40mm，氩氧流量比7:1，时间2.5h；（4）涂层显微硬度值1450HV0.11600HV0.1，基体硬度350HV0.1；涂层与基体结合力为40N；（5）高温条件下，基体氧化层疏松，逐层氧化现象严重；致密的Al/Al2O3梯度涂层有效阻隔了O原子的侵入，表现出优良的抗高温氧化性能；（6）850℃下基体和涂层试样Na2SO4熔盐腐蚀仅发生氧化反应，Na2SO4熔盐为加速氧化的催化剂；900℃下Na2SO4熔盐腐蚀同时发生氧化反应及硫化反应。
王玲,缪强,梁文萍,徐一,仝飞,于修水[6]（2014）在《γ-TiAl基合金在不同温度下的氧化行为》文中进行了进一步梳理采用热重法研究γ-TiAl基合金在700℃、800℃、900℃和1000℃的静态空气中的等温氧化动力学。使用金相光学显微镜和扫描电镜分析了氧化层的形貌和组织结构。采用X射线衍射仪测定了氧化层的相结构。研究结果表明,在700℃恒温氧化时,γ-TiAl基合金未发生氧化,而在8001000℃氧化产物为TiO2与Al2O3,且存在分层现象。随着氧化温度的升高及氧化时间的延长,γ-TiAl基合金的氧化皮出现剥落现象,氧化增重逐渐明显。
肖华强[7]（2013）在《TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3复合材料制备及其耐铝液熔蚀—磨损性能研究》文中研究表明在冶金、化工、航空航天及汽车等领域，高温腐蚀性环境当中承受动载的关键零部件往往因腐蚀-磨损的作用而失效，从而造成巨大的经济损失。当前，对于腐蚀-磨损的研究多集中于材料在腐蚀性气体、溶液或颗粒冲刷条件下的加速流失，而对于材料在高温金属熔体当中的熔蚀-磨损失效行为研究鲜有报道。本文针对材料在腐蚀性极强的高温铝液当中的熔蚀-磨损失效现象，采用机械球磨+反应热压工艺制备出Ti3AlC2+Al2O3两相原位内生增强的TiAl3基复合材料，并利用自行研制的高温熔蚀-磨损试验机对H13钢及TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3复合材料在750℃铝液当中的熔蚀-磨损行为进行了对比研究，同时，探讨了材料在高温铝液当中的熔蚀-磨损机理。主要研究结果和创新如下：1.复合材料的原位合成机理：反应热压过程中当Al熔化以后，Al与TiO2即迅速发生放热反应生成TiAl3与中间产物TiO，随着温度升高Al2O3逐渐在TiAl3晶界上析出，当到达高温段后TiAl3与TiC反应逐渐生成Ti3AlC2。其总的反应式为：3TiO2+11Al+2TiC→2TiAl3+Ti3AlC2+2Al2O3反应热压过程中由于瞬间放热而产生部分液相，导致试样内部出现瞬时的颗粒重排及熔体浸渗，从而实现瞬间液相致密。球磨50h后的Al/TiO2/TiC复合粉末经1250℃/50MPa保温10min烧结后可以得到组织均匀细小、致密的TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3复合材料。2.复合材料中TiAl3与Al2O3呈两相互贯通的空间网络状增强结构，同时Ti3AlC2相的引入极大地提升了复合材料的综合力学性能：室温三点弯曲强度、断裂韧性及压缩强度分别为658.9MPa、7.9MPa/m1/2和1742.0MPa，且在1000℃下的高温压缩强度为604.1MPa。Ti3AlC2+Al2O3协同增强的TiAl3复合材料存在多种增韧机制：包括Ti3AlC2和Al2O3颗粒的剥离，Ti3AlC2相导致的裂纹偏转及桥接，以及Ti3AlC2颗粒的变形及层裂。3.在700900℃下循环氧化50h后，复合材料表面只生成Al2O3单层膜，而在1000℃下氧化时其表面氧化膜为Al2O3与金红石型TiO2的混合物。尽管氧化膜并不致密，复合材料在7001000℃温度区间内仍表现出优异的抗高温循环氧化性能。4.铝液熔蚀-磨损行为研究表明：对“以生成界面金属间化合物为典型腐蚀特征”的典型耐磨材料如H13钢这一类材料，界面金属间化合物的生成速度、性质及其与基体界面的结合情况对其在铝液当中的熔蚀-磨损性能的影响很大。H13钢在铝液当中熔蚀-磨损的材料流失量远高于其单纯腐蚀与单纯磨损条件下材料流失量之和。在本文不同实验条件下，其熔蚀-磨损体积损失约为133407mm3/h，熔蚀与磨损二者的交互作用率均不小于93.9%。5.相对H13钢而言，TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3复合材料的耐铝液熔蚀-磨损性能提高了几十甚至上百倍，其在750℃铝液当中的熔蚀-磨损体积损失仅为0.847.53mm3/h。在低载荷或者低转速条件下，复合材料甚至表现出负的交互作用，其最大交互作用率约为47.5%。这一方面是由于复合材料在铝液当中腐蚀时不生成其它界面产物，而仅为极少量Ti元素的溶解；另一方面则是由于TiAl3基体与Al2O3二者所形成的空间网络状结构改善了复合材料在铝液当中的耐磨损性能。
张扬[8]（2013）在《γ-TiAl合金高温抗氧化改性层的研究》文中认为与传统高温合金相比，γ-TiAl具有密度低，比强度、比模量相对较高的优势，被公认为是最有发展前景的高温结构材料之一。随着其室温塑性的有效改善，800℃以上高温抗氧化能力的不足成为急需攻克的难题。本文采用固体粉末包埋渗和多弧离子镀技术在γ-TiAl合金表面制备铝化物改性层，对改性层的组织结构、相组成、力学性能进行了表征，研究了改性层抗热震性能和高温抗氧化性能。研究结果表明：两种不同工艺制备的铝化物改性层，厚度均匀，表面粗糙度均非常低。由于扩散层的存在，改性层与基体结合良好，具有良好的抗热震性能。静态空气中850℃恒温氧化100h后，两种改性层均生成了连续致密的Al2O3膜，有效地提高了γ-TiAl合金在850℃的抗氧化性能。950℃恒温氧化100h后，固体粉末包埋渗铝试样氧化层较薄，仅4μm左右，主要由Al2O3和少量TiO2组成，提高了γ-TiAl合金在950℃的抗氧化性能；而多弧离子镀铝试样氧化层较厚，约15μm，氧化膜由Al2O3和TiO2组成，且存在大量孔洞。900℃循环氧化试验表明，固体粉末包埋渗铝层有效地提高了γ-TiAl合金在900℃的抗循环氧化性能，而多弧离子镀铝试样循环87次，出现了明显剥落，表明多弧离子镀铝对γ-TiAl合金在900℃的抗循环氧化性能改善效果不如粉末包埋渗铝显着。
魏祥飞[9]（2013）在《γ-TiAl辉光等离子Cr-W共渗层的组织结构与性能研究》文中认为TiAl基合金具有低密度、高比强度和比弹性模量的特点，同时能够在高温下保持较高的强度和刚度，这使其在航空发动机、工业汽轮机领域具有重要的应用前景。然而，耐磨性能较差和高温抗氧化性能不足的缺陷限制了该类合金的应用。针对以上问题，本文采用双层辉光等离子表面渗金属技术，在γ-TiAl表面制备Cr-W共渗合金层，以满足γ-TiAl耐磨性和抗高温氧化性能的要求。应用光学显微镜（OM），扫描电镜（SEM），能谱仪（EDS）和X射线衍射仪（XRD）分析合金层的显微组织、化学成分及其物相组成，采用401MVA型维式硬度仪测试合金层的显微硬度，采用WS-2006型划痕仪测试合金层与基体间的结合力，运用高温摩擦仪测试合金层在室温和高温（500℃）下的摩擦磨损性能，同时在电阻炉中进行恒温氧化试验对合金层在不同温度下的抗高温氧化能力进行评价。试验结果表明：（1）在优化的工艺参数下，在γ-TiAl基合金表面可获得理想的Cr-W合金层。合金层成分由表层向基体内部呈梯度分布，合金层与基体结合良好，为冶金结合。（2）Cr-W合金层硬度为648.8HV0.1，约为基体硬度的两倍。摩擦磨损试验表明，室温与高温摩擦条件下，Cr-W合金层均表现出优异的耐磨性，提升了γ-TiAl合金的耐磨性能。（3）高温氧化试验表明，在750℃、850℃及950℃时，Cr-W合金层的氧化增重均小于γ-TiAl合金，合金层表面形成致密氧化膜，改善了γ-TiAl合金的抗高温氧化性能。
崔喜平[10]（2012）在《轧制及反应退火制备微叠层TiB2-TiAl复合材料板组织与性能》文中指出为满足超音速飞行器和未来涡轮发动机以及壳体热防护系统对8001000oC使用的轻质高强合金薄板的迫切需求，TiAl基合金板材的开发与制备至关重要。然而由于本质脆性，直接轧制脆性的TiAl基合金锭制备板材十分困难，因而本文通过热轧塑性变形良好的多层Ti-（TiB2/Al）复合板及后续的多步热处理成功制备出微叠层TiB2-TiAl复合材料板材并采用真空热压烧结致密化处理显着提高了其致密度。探索并优化了TiAl基复合材料板材的制备工艺，利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）系统研究了反应退火过程中反应层的相组成及反应动力学并揭示了其反应机理，探讨了TiB2含量对TiAl基复合材料组织成分与力学性能的影响，并合理表征和评价了微叠层TiB2-TiAl复合材料板的组织结构及力学性能。利用热压及热轧制成功制备出界面结合良好的多层Ti-（TiB2/Al）复合板。为保证多层Ti-（TiB2/Al）复合板层厚均匀，轧制变形量不宜超过65%。TiB2/Al复合材料板取代多层Ti-Al复合板中的纯Al板，显着改善多层复合板的变形协调性。变形协调性的改善有利于设计和控制最终TiAl基复合材料的组织成分。多层Ti-（TiB2/Al）复合板在520700oC低温反应退火时，TiAl3相为首要产物，TiB2不参与反应与扩散。TiAl3层形成和生长是反应扩散过程，且伴随其有序-无序转变。TiAl3层向TiB2/Al层的生长速率高于向Ti层的生长速率。铝熔点（660oC）以下反应退火时，TiAl3层生长遵循抛物线生长动力学规律；铝熔点及以上反应退火时，TiAl3层生长遵循直线生长动力学模式。基于对低温退火反应动力学研究，再综合考虑退火过程中不能发生Al大量熔化流出及尽量减少TiAl3层中孔洞产生，确定660oC为最佳低温反应退火温度。低温反应退火过程中存在Kirkendall效应，Al消耗完全后，TiAl3层中间位置形成疏松多孔的TiB2堆积层，严重降低材料的致密度与力学性能。1225oC/2h/60MPa条件下的真空热压烧结能显着提高多层复合材料板材的致密度，且致密化过程不引入二次裂纹。随后在9501200oC高温反应退火时，反应扩散继续进行，TiB2亦不参与反应，最终得到层状TiB2-TiAl-Ti3Al复合板。继续在1400oC片层化热处理22min，制备出由少量γ-TiAl连接着大量TiB2颗粒的TiB2-rich层和近全片层组织的γ-TiAl层交替排列的微叠层TiB2-TiAl复合材料板材。TiB2-rich层存在显着地限制α2γ片层组织粗化。且TiB2-rich层中TiB2与γ-TiAl间界面结合良好、局部区域存在位向关系：[1100]TiB2//[112]TiAl和（001）TiB2//（111）TiAl。通过研究TiB2含量对TiAl基复合材料板材组织成分与性能的影响，发现微叠层2.6vol.%TiB2-TiAl具有最佳的成分、组织结构、最小的密度和最高的弹性模量，其值达到172.15GPa。断裂韧性试验表明，微叠层TiB2-TiAl复合材料板表现出良好的断裂韧性，随着TiB2-rich层增厚，断裂韧性增加。且断裂韧性强烈地依赖于加载方向，2.6vol.%TiB2-TiAl复合材料板平行于法向的断裂韧性值达到15.12MPa·m1/2，比平行于横向的断裂韧性值提高27.6%。TiB2-rich层对裂纹扩展的阻碍和令裂纹发生的偏转及TiB2-rich层内产生的大量微裂纹即微裂纹增韧均使裂纹在扩展中消耗能量增加，是平行于法向的断裂韧性显着高于平行于横向的主要原因。随拉伸测试温度升高，微叠层TiB2-TiAl复合材料板强度先增加后减小，延伸率增加，弹性模量减小。750oC时屈服强度达到最大值为339.92MPa。可见，微叠层TiB2-TiAl复合材料板材是具有一定发展潜力的高温轻质结构材料。TiB2的强化作用和TiB2-rich层对α2γ片层组织的细化作用是导致其高温性能提高的主要原因。断裂研究表明，裂纹首先在TiB2-rich层中萌生，当继续加载，裂纹穿过TiB2-rich层到达TiAl层，产生沿片层微裂纹或穿片层微裂纹，沿片层微裂纹通过主裂纹与沿片层微裂纹的连接及剪切而扩展；穿片层微裂纹依靠对沿片层和穿片层两种形式微裂纹的连接进行扩展。
二、影响TiAl高温氧化的两个因素（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、影响TiAl高温氧化的两个因素（论文提纲范文）
（1）β-γ高铌TiAl合金的热加工特性、无包套锻造与热处理组织调控（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 TiAl合金概述 |
| 2.1.1 TiAl合金的发展历程 |
| 2.1.2 TiAl合金的晶体结构与典型组织 |
| 2.1.3 TiAl合金的应用 |
| 2.2 β型TiAl合金研究现状 |
| 2.2.1 β型TiAl合金成分设计 |
| 2.2.2 β型TiAl合金典型组织 |
| 2.2.3 β型TiAl合金变形能力 |
| 2.2.4 β型TiAl合金性能 |
| 2.3 TiAl合金的热加工 |
| 2.3.1 锻造 |
| 2.3.2 轧制 |
| 2.3.3 热挤压 |
| 2.4 TiAl合金的热处理组织调控研究现状 |
| 2.5 研究意义与内容 |
| 3 实验材料与方法 |
| 3.1 β-γ高铌TiAl合金的制备方法 |
| 3.2 β-γ高铌TiAl合金的锻造方法 |
| 3.3 热模拟方法 |
| 3.4 热分析方法 |
| 3.5 组织结构的表征方法 |
| 3.5.1 物相分析 |
| 3.5.2 电子探针显微分析 |
| 3.5.3 扫描电子显微分析 |
| 3.5.4 超高温共聚焦显微分析 |
| 3.5.5 EBSD和TKD分析 |
| 3.5.6 TEM分析 |
| 3.6 力学性能的测试方法 |
| 3.6.1 硬度 |
| 3.6.2 拉伸性能 |
| 3.6.3 断裂韧性 |
| 3.7 高温氧化的实验方法 |
| 4 β-γ高铌TiAl合金的热加工特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铸态组织 |
| 4.3 高温压缩流变特征 |
| 4.4 热变形参数对变形组织的影响 |
| 4.4.1 温度对变形组织的影响 |
| 4.4.2 应变速率对变形组织的影响 |
| 4.4.3 变形量对变形组织的影响 |
| 4.5 热变形本构方程的建立 |
| 4.6 能量耗散图与热加工图的建立 |
| 4.7 热变形的人工神经网络模拟 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 β-γ高铌TiAl合金无包套锻造的有限元模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型与边界条件的确立 |
| 5.3 锻造高径比的优化 |
| 5.4 单向锻造有限元模拟 |
| 5.4.1 单向多步锻造 |
| 5.4.2 单向单步锻造 |
| 5.5 多向锻造有限元模拟 |
| 5.5.1 两轴锻造 |
| 5.5.2 三轴锻造 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 β-γ高铌TiAl合金的无包套锻造 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 无包套锻造的优化与实现 |
| 6.2.1 单向多步锻造 |
| 6.2.2 单向单步锻造 |
| 6.2.3 多向锻造 |
| 6.3 锻态的热变形行为 |
| 6.3.1 高温压缩流变特征 |
| 6.3.2 温度对变形组织的影响 |
| 6.3.3 应变速率对变形组织的影响 |
| 6.4 力学性能 |
| 6.4.1 硬度 |
| 6.4.2 拉伸性能 |
| 6.4.3 断裂韧性 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 β-γ高铌TiAl合金锻态的热处理组织调控 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 B2/β相的消除 |
| 7.3 α相的形成 |
| 7.4 片层结构的形成 |
| 7.5 组织转变的不均匀性分析 |
| 7.6 热处理组织优化 |
| 7.7 力学性能 |
| 7.7.1 拉伸性能 |
| 7.7.2 断裂韧性 |
| 7.8 本章小结 |
| 8 β-γ高铌TiAl合金的高温氧化行为 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 铸态的高温氧化行为 |
| 8.2.1 氧化动力学 |
| 8.2.2 氧化机制 |
| 8.3 锻态的高温氧化行为 |
| 8.3.1 氧化动力学 |
| 8.3.2 氧化机制 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 结论、创新点和展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）增压涡轮用高温合金组织和工艺对热裂的影响与控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 增压涡轮的生产制造及热裂问题 |
| 1.1.1 增压涡轮用材现状及发展趋势 |
| 1.1.2 增压涡轮的制备技术现状及发展趋势 |
| 1.1.3 高温合金铸件的热裂问题 |
| 1.2 热裂的研究现状 |
| 1.2.1 热裂的形成机理 |
| 1.2.2 影响热裂产生的因素 |
| 1.2.3 热裂模型及判据的研究 |
| 1.3 凝固过程的有限元模拟方法 |
| 1.4 研究内容与思路 |
| 2 实验材料和方法 |
| 2.1 研究材料 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 热力学计算 |
| 2.2.2 等温凝固实验 |
| 2.2.3 差示扫描量热实验 |
| 2.2.4 ProCAST模拟 |
| 2.2.5 合金的组织观察及分析 |
| 3 整体涡轮铸件的缺陷 |
| 3.1 涡轮叶片的开裂现象 |
| 3.2 影响涡轮叶片开裂的因素 |
| 3.2.1 组织 |
| 3.2.2 热应力 |
| 3.3 涡轮的缩松缩孔 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 增压涡轮用合金析出相特征 |
| 4.1 合金显微组织特征 |
| 4.2 共晶组织对热裂的影响 |
| 4.3 共晶组织与热裂倾向性关联控制 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 共晶组织的影响因素 |
| 5.1 合金元素对共晶组织的影响 |
| 5.1.1 Ti对共晶组织的影响规律 |
| 5.1.2 Al对共晶组织的影响规律 |
| 5.2 冷却速度对枝晶间析出相的影响 |
| 5.3 合金元素及冷却速度对枝晶间相的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 合金凝固特性及凝固规律 |
| 6.1 K424合金的凝固过程及偏析行为 |
| 6.1.1 K424合金凝固过程 |
| 6.1.2 K424合金凝固偏析行为 |
| 6.1.3 凝固过程对共晶的影响 |
| 6.2 合金凝固特性对比分析 |
| 6.3 合金的凝固特性与热裂倾向性关联性 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 工艺参数对热应力的影响 |
| 7.1 铸造条件对K424合金热应力的影响 |
| 7.1.1 浇注温度对热应力的影响 |
| 7.1.2 模壳温度对热应力的影响 |
| 7.2 浇注参数对不同合金热应力分析 |
| 7.3 实现双性能叶盘的工艺分析 |
| 7.3.1 K417G高压叶盘的浇注及凝固过程 |
| 7.3.2 双性能整体叶盘的晶粒度计算 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论 |
| 思考与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）TiAl基合金表面NiCoCrAlY（Ta，Mo）涂层的组织与抗氧化行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与目的 |
| 1.2 TiAl基合金的研究现状 |
| 1.2.1 TiAl基合金的发展 |
| 1.2.2 TiAl合金的应用及存在问题 |
| 1.3 TiAl合金的高温氧化 |
| 1.3.1 TiAl合金的氧化机理 |
| 1.3.2 影响TiAl合金抗氧化性的因素 |
| 1.4 TiAl合金高温氧化防护的研究现状 |
| 1.4.1 合金化 |
| 1.4.2 涂层防护 |
| 1.5 MCrAlY涂层的制备技术 |
| 1.6 MCrAlY涂层的退化 |
| 1.6.1 MCrAlY涂层的氧化 |
| 1.6.2 MCrAlY涂层与基体的互扩散 |
| 1.6.3 扩散障的发展 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 涂层材料 |
| 2.2 涂层制备 |
| 2.2.1 等离子喷涂 |
| 2.2.2 激光熔敷 |
| 2.3 涂层组织及性能测试 |
| 2.3.1 显微组织及相分析 |
| 2.3.2 纳米压痕试验 |
| 2.3.3 室温拉伸试验 |
| 2.3.4 显微硬度试验 |
| 2.3.5 高温氧化试验 |
| 2.3.6 热震试验 |
| 第3章 TiAl基合金的高温氧化行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铸态TiAl基合金的显微组织 |
| 3.3 高温氧化动力学 |
| 3.3.1 氧化动力学曲线 |
| 3.3.2 氧化速率方程 |
| 3.4 氧化膜的组成与形貌 |
| 3.4.1 氧化膜的相组成 |
| 3.4.2 氧化膜的形貌 |
| 3.5 V、B和 Y元素对氧化行为的影响机理 |
| 3.5.1 氧化热力学分析 |
| 3.5.2 V、B和 Y元素对氧化行为的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 NiCoCrAlY涂层对TiAl基合金组织和性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等离子喷涂NiCoCrAlY涂层的组织分析 |
| 4.2.1 等离子喷涂NiCoCrAlY涂层的形貌 |
| 4.2.2 等离子喷涂NiCoCrAlY涂层的相组成 |
| 4.3 NiCoCrAlY/TiAl体系的氧化行为 |
| 4.3.1 氧化动力学曲线 |
| 4.3.2 氧化膜的组成和形貌 |
| 4.4 NiCoCrAlY/TiAl体系的互扩散行为 |
| 4.4.1 基体-涂层界面的组织分析 |
| 4.4.2 扩散动力学 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 Ta和 Mo元素对NiCoCrAlY涂层组织与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ta和 Mo对 NiCoCrAlY涂层组织的影响 |
| 5.2.1 涂层的形貌 |
| 5.2.2 涂层的相组成 |
| 5.3 涂层的显微硬度 |
| 5.4 Ta和 Mo对 NiCoCrAlY涂层性能的影响 |
| 5.4.1 涂层的结合强度 |
| 5.4.2 涂层的高温抗氧化性能 |
| 5.4.3 涂层的抗热震性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 Sm_2O_3增韧NiCoCrAlY激光熔敷涂层的组织与性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 激光熔敷NiCoCrAlY涂层的组织分析 |
| 6.2.1 激光熔敷NiCoCrAlY涂层的形貌 |
| 6.2.2 激光熔敷NiCoCrAlY涂层的相组成 |
| 6.3 激光熔敷NiCoCrAlY-xSm_2O_3涂层的组织分析 |
| 6.3.1 激光熔敷NiCoCrAlY-xSm_2O_3涂层的形貌 |
| 6.3.2 激光熔敷NiCoCrAlY-xSm_2O_3涂层的相组成 |
| 6.4 激光熔敷NiCoCrAlY(xSm_2O_3)涂层的抗氧化性能 |
| 6.4.1 氧化动力学 |
| 6.4.2 氧化膜的相组成 |
| 6.4.3 氧化膜的形貌 |
| 6.4.4 涂层氧化后的截面形貌 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 本文主要创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）铂铝合金层的制备、高温抗氧化行为及其在高温合金表面的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及应用前景 |
| 1.1.1 燃气轮机及其应用 |
| 1.1.2 燃气温度与燃机效率 |
| 1.1.3 合金的高温防护 |
| 1.2 热障涂层系统 |
| 1.2.1 热障涂层系统组成 |
| 1.2.2 热障涂层系统的粘结层 |
| 1.2.3 Pt对粘结层氧化抗性的提升机制 |
| 1.3 铂铝合金层的研究现状 |
| 1.3.1 铂铝合金层的制备方法 |
| 1.3.2 高温下铂铝合金层的组分扩散 |
| 1.3.3 铂铝合金层的高温氧化行为与显微结构退化 |
| 1.3.4 铂铝合金层的热腐蚀行为 |
| 1.4 科学问题的提出、研究目的和研究内容 |
| 1.4.1 科学问题的提出 |
| 1.4.2 研究目的和研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 研究思路与实验计划 |
| 2.2 样品的制备 |
| 2.2.1 Ni基合金上铂铝合金层的制备 |
| 2.2.2 Hf改性铂铝合金层 |
| 2.2.3 Ti合金上铂铝合金层的制备 |
| 2.3 氧化/腐蚀实验及测试方法 |
| 2.3.1 循环氧化 |
| 2.3.2 热腐蚀实验 |
| 2.3.3 表面粗糙度及其它测试 |
| 第三章 Ni基合金上铂铝合金层的物相与结构研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铝化条件对物相/结构的影响 |
| 3.3 Pt含量对物相/结构的影响 |
| 3.4 纯Ni基体上的铂铝合金层 |
| 3.5 Hf改性的铂铝合金层 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高温下铂铝合金层的组分扩散与氧化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Pt在热循环中的扩散行为 |
| 4.2.1 扩散导致的物相转变 |
| 4.2.2 扩散形成的Kirkendall孔洞 |
| 4.3 Pt含量对TGO粘附性的影响 |
| 4.3.1 Pt含量对起始TGO生长的影响 |
| 4.3.2 Pt含量对TGO表面粗糙度的影响 |
| 4.3.3 Pt含量对选择性氧化临界Al含量的影响 |
| 4.4 Hf改性对TGO褶皱行为的影响 |
| 4.4.1 Hf含量对氧化动力学的影响 |
| 4.4.2 Hf含量对褶皱程度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 铂铝合金层在熔盐沉积下的热腐蚀行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Na_2SO_4沉积盐导致的热腐蚀行为 |
| 5.2.1 腐蚀动力学 |
| 5.2.2 腐蚀产物 |
| 5.2.3 腐蚀形貌 |
| 5.3 涂层物相对Na_2SO_4热腐蚀行为的影响 |
| 5.3.1 腐蚀动力学 |
| 5.3.2 腐蚀形貌 |
| 5.4 Na_2SO_4+V_2O_5混合盐导致的热腐蚀行为 |
| 5.4.1 腐蚀动力学 |
| 5.4.2 腐蚀产物 |
| 5.4.3 腐蚀形貌 |
| 5.5 Na_2SO_4/Na_2SO_4+V_2O_5的热腐蚀机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 钛合金基体上铂铝合金层的结构与高温热稳定性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 TC4钛合金基体上铂铝合金层的结构 |
| 6.3 Pt-Al/TC4的氧化行为 |
| 6.4 合金层的物相对组分扩散的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及申请的专利 |
| 攻读博士学位期间所参与的项目 |
（5）γ-TiAl合金表面溅射Al/Al2O3梯度涂层的工艺及其抗高温性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 图表清单 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 γ-TiAl 合金概述 |
| 1.1.1 γ-TiAl 合金国内外研究现状 |
| 1.2 γ-TiAl 合金抗高温氧化性能的研究 |
| 1.2.1 γ-TiAl 合金氧化的机理模型 |
| 1.2.2 改善抗氧化性能的研究 |
| 1.3 γ-TiAl 合金抗熔盐腐蚀性能的研究 |
| 1.3.1 γ-TiAl 合金 Na_2SO_4熔盐腐蚀的机理模型 |
| 1.3.2 改善熔盐腐蚀性能的研究 |
| 1.4 磁控溅射技术 |
| 1.4.1 磁控溅射原理 |
| 1.4.2 磁控溅射优缺点 |
| 1.5 课题提出的目的及意义 |
| 1.6 研究目标及内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.7 研究路线 |
| 1.7.1 试验方案 |
| 1.7.2 技术路线 |
| 第二章 磁控溅射 Al/Al_2O_3梯度涂层的工艺研究 |
| 引言 |
| 2.1 磁控溅射 Al/Al_2O_3梯度涂层的设备、方法及过程 |
| 2.1.1 试验设备及材料 |
| 2.1.2 试验布置方式 |
| 2.1.3 试验步骤 |
| 2.2 磁控溅射 Al 涂层的工艺研究 |
| 2.2.1 磁控溅射 Al 涂层的工艺方案及优化 |
| 2.2.2 实验结果与分析 |
| 2.3 扩散处理的工艺研究 |
| 2.4 反应溅射 Al_2O_3涂层的工艺研究 |
| 2.4.1 反应溅射 Al_2O_3涂层工艺方案及优化 |
| 2.4.2 实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Al/Al_2O_3梯度涂层的组织形貌及基本力学性能分析 |
| 引言 |
| 3.1 磁控溅射 Al/Al_2O_3梯度涂层的最优工艺方案 |
| 3.2 Al/Al_2O_3梯度涂层的表面形貌及成分分析 |
| 3.2.1 宏观表面形貌分析 |
| 3.2.2 微观表面形貌及成分分析 |
| 3.3 Al/Al_2O_3梯度涂层的截面形貌及成分分析 |
| 3.4 Al/Al_2O_3梯度涂层的硬度测试 |
| 3.4.1 表面显微硬度测试 |
| 3.4.2 截面显微硬度测试 |
| 3.5 Al/Al_2O_3梯度涂层的结合力测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 γ-TiAl 合金基体及涂层的抗高温氧化与抗热震性能研究 |
| 引言 |
| 4.1 700℃氧化实验结果 |
| 4.1.1 氧化动力学分析 |
| 4.1.2 表面 XRD 图谱分析 |
| 4.1.3 微观形貌及成分分析 |
| 4.2 800℃氧化实验结果 |
| 4.2.1 氧化动力学曲线 |
| 4.2.2 表面 XRD 图谱分析 |
| 4.2.3 微观形貌及成分分析 |
| 4.3 900℃氧化实验结果 |
| 4.3.1 氧化动力学分析 |
| 4.3.2 表面 XRD 图谱分析 |
| 4.3.3 微观形貌及成分分析 |
| 4.4 1000℃氧化实验结果 |
| 4.4.1 氧化动力学分析 |
| 4.4.2 表面 XRD 图谱分析 |
| 4.4.3 宏观形貌及成分分析 |
| 4.5 氧化机理分析 |
| 4.5.1 基体氧化机理分析 |
| 4.5.2 涂层氧化机理分析 |
| 4.6 热震实验及表面形貌分析 |
| 4.6.1 宏观表面形貌分析 |
| 4.6.2 微观表面形貌分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 γ-TiAl 合金基体及涂层抗高温熔盐腐蚀性能研究 |
| 引言 |
| 5.1 实验流程 |
| 5.1.1 测试材料和设备 |
| 5.1.2 实验过程 |
| 5.2 实验结果分析 |
| 5.2.1 850℃熔盐腐蚀实验结果 |
| 5.2.2 900℃熔盐腐蚀实验结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间研究成果及发表的学术论文 |
（6）γ-TiAl基合金在不同温度下的氧化行为（论文提纲范文）
| 1 试验方法 |
| 2 试验结果 |
| 2. 1 氧化动力学曲线 |
| 2. 2 组织形貌分析 |
| 2. 3 X射线衍射分析 |
| 3 结论 |
（7）TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3复合材料制备及其耐铝液熔蚀—磨损性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 材料的高温熔蚀-磨损行为及机理 |
| 1.3 耐高温熔蚀-磨损材料的基本性能要求 |
| 1.4 耐铝液熔蚀-磨损材料的研究现状 |
| 1.4.1 金属材料 |
| 1.4.2 陶瓷材料 |
| 1.4.3 金属间化合物 |
| 1.4.4 复合材料 |
| 1.5 TiAl_3金属间化合物及其复合材料的研究现状 |
| 1.5.1 TiAl_3金属间化合物及其L12型变异合金 |
| 1.5.2 TiAl_3基复合材料 |
| 1.5.3 反应热压制备TiAl_3基复合材料 |
| 1.5.4 TiAl_3材料复合强韧化设计存在的问题 |
| 1.6 研究意义和主要内容 |
| 1.7 课题来源 |
| 第二章 材料制备与测试方法 |
| 2.1 试验原材料 |
| 2.2 复合材料的制备 |
| 2.2.1 机械球磨 |
| 2.2.2 反应热压烧结 |
| 2.3 物相及组织结构分析 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 光学显微镜分析 |
| 2.3.3 扫描电镜分析 |
| 2.3.4 透射电镜分析 |
| 2.4 材料性能测试及表征方法 |
| 2.4.1 密度 |
| 2.4.2 硬度 |
| 2.4.3 室温三点抗弯强度 |
| 2.4.4 断裂韧性 |
| 2.4.5 压缩性能 |
| 2.4.6 抗循环氧化性能测试 |
| 2.4.7 差热分析 |
| 2.5 材料在铝液当中的熔蚀-磨损试验 |
| 2.5.1 新型耐高温熔蚀-磨损试验机简介 |
| 2.5.3 摩擦磨损性能测试 |
| 2.5.4 高温熔蚀-磨损性能测试 |
| 第三章 反应热压制备TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3原位内生复合材料及其合成机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机械球磨制备Al/TiO_2/TiC复合粉体 |
| 3.3 Al/TiO_2/TiC体系的原位放热反应分析 |
| 3.4 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的原位合成机理 |
| 3.5 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的反应热压烧结致密化行为 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的组织结构与性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的组织结构 |
| 4.2.1 微观组织 |
| 4.2.2 界面结构 |
| 4.3 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的力学性能 |
| 4.4 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的高温循环氧化性能 |
| 4.4.1 循环氧化动力学曲线 |
| 4.4.2 氧化膜的表面宏观形貌 |
| 4.4.3 氧化膜的显微形貌及其物相分析 |
| 4.4.4 氧化膜的界面形貌 |
| 4.4.5 高温氧化机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 H13 钢在铝液中的腐蚀失效及典型熔蚀-磨损现象 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 几类常用材料在铝液当中的腐蚀行为 |
| 5.2.1 腐蚀表面形貌 |
| 5.2.2 腐蚀界面形貌及腐蚀产物 |
| 5.2.3 腐蚀失重及腐蚀速率 |
| 5.2.4 腐蚀机理 |
| 5.3 H13 钢在铝液当中的熔蚀-磨损行为 |
| 5.3.1 高温干摩擦磨损 |
| 5.3.2 750℃铝液当中的熔蚀-磨损失效 |
| 5.3.3 熔蚀-磨损失效机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料在铝液中的熔蚀-磨损行为及其机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料在铝液当中的腐蚀行为 |
| 6.3 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料的干摩擦磨损行为 |
| 6.3.1 速度的影响 |
| 6.3.2 载荷的影响 |
| 6.3.3 温度的影响 |
| 6.3.4 干摩擦磨损行为 |
| 6.4 TiAl_3/Ti_3AlC_2/Al_2O_3复合材料在 750℃铝液当中的熔蚀-磨损 |
| 6.4.1 速度的影响 |
| 6.4.2 载荷的影响 |
| 6.4.3 熔蚀-磨损行为分析 |
| 6.5 复合材料在铝液当中的熔蚀-磨损机理分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 一 主要的研究结论 |
| 二 创新之处 |
| 三 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）γ-TiAl合金高温抗氧化改性层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属间化合物的综述 |
| 1.2 Ti-Al 系金属间化合物 |
| 1.3 TiAl 基合金国内外研究进展 |
| 1.4 TiAl 基合金高温氧化研究进展 |
| 1.4.1 高温氧化 |
| 1.4.2 TiAl 基合金的高温抗氧化性能 |
| 1.5 提高 TiAl 基合金高温抗氧化性能的表面处理技术 |
| 1.5.1 磷酸处理与氯化处理 |
| 1.5.2 涂层处理 |
| 1.5.3 表面合金化处理 |
| 1.5.4 其他处理方法 |
| 1.6 本文的选题 |
| 第二章 试验材料、设备及研究方案 |
| 2.1 固体粉末包埋渗铝试验 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验设备 |
| 2.1.3 研究方案 |
| 2.1.4 试验过程 |
| 2.2 多弧离子镀铝试验 |
| 2.2.1 试验用靶材材料 |
| 2.2.2 工件材料 |
| 2.2.3 试验工作载气 |
| 2.2.4 试验设备 |
| 2.2.5 试验工艺参数 |
| 2.2.6 试验过程 |
| 2.3 改性层表征 |
| 2.4 抗热震性能试验 |
| 2.5 高温抗氧化性能试验 |
| 2.5.1 试验前准备 |
| 2.5.2 氧化试验过程 |
| 2.5.3 氧化试验的检测与分析 |
| 第三章 γ-TiAl 基合金固体粉末包埋渗铝工艺试验研究 |
| 3.1 优化渗剂配方 |
| 3.1.1 填充剂的选择 |
| 3.1.2 供铝剂的选择 |
| 3.1.3 活化剂的选择 |
| 3.1.4 催渗剂的选择 |
| 3.1.5 渗剂中各组分含量的试验研究 |
| 3.2 工作温度及保温时间对固体粉末包埋渗铝工艺的影响 |
| 3.3 固体粉末包埋渗铝层的成分、组织、结构及力学性能表征 |
| 3.3.1 固体粉末包埋渗铝层的组织形貌及成分 |
| 3.3.2 固体粉末包埋渗铝层的相组成 |
| 3.3.3 固体粉末包埋渗铝层的显微硬度 |
| 3.3.4 固体粉末包埋渗铝层的表面粗糙度 |
| 3.3.5 固体粉末包埋渗铝层的划痕试验 |
| 3.4 固体粉末包埋渗铝试样抗热震性能试验 |
| 3.4.1 渗铝试样抗热震性能试验结果 |
| 3.4.2 渗铝试样抗热震性能试验失效机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 γ-TiAl 基合金多弧离子镀铝试验研究 |
| 4.1 多弧离子镀铝层的成分、组织、结构及力学性能表征 |
| 4.1.1 多弧离子镀铝层的组织形貌及成分 |
| 4.1.2 多弧离子镀铝层的相组成 |
| 4.1.3 多弧离子镀铝层的显微硬度 |
| 4.1.4 多弧离子镀铝层的表面粗糙度 |
| 4.1.5 多弧离子镀铝层的划痕试验 |
| 4.2 多弧离子镀铝试样抗热震性能试验 |
| 4.2.1 镀铝试样抗热震性能试验结果 |
| 4.2.2 镀铝试样抗热震性能试验失效机理 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 改性层高温抗氧化性能分析 |
| 5.1 γ-TiAl 基体的高温氧化性能分析 |
| 5.2 改性层恒温抗氧化性能分析 |
| 5.2.1 氧化动力学曲线 |
| 5.2.2 固体粉末包埋渗铝试样恒温抗氧化性能分析 |
| 5.2.3 多弧离子镀铝试样恒温抗氧化性能分析 |
| 5.3 改性层循环氧化试验分析 |
| 5.3.1 固体粉末包埋渗铝试样循环氧化试验分析 |
| 5.3.2 多弧离子镀铝试样循环氧化试验分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结及展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表（录用）论文情况 |
（9）γ-TiAl辉光等离子Cr-W共渗层的组织结构与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属间化合物 |
| 1.1.1 金属间化合物的特性 |
| 1.1.2 金属间化合物的发展 |
| 1.2 TiAl 基金属间化合物 |
| 1.2.1 TiAl 基合金的制备 |
| 1.2.2 TiAl 基合金的研究进展 |
| 1.2.3 TiAl 基合金的应用及存在问题 |
| 1.3 TiAl 表面改性研究 |
| 1.4 TiAl 基合金耐磨性研究进展 |
| 1.5 TiAl 基合金的抗高温氧化性研究进展 |
| 1.6 双层辉光等离子冶金技术 |
| 1.6.1 双层辉光离子渗金属原理 |
| 1.6.2 双层辉光离子渗金属技术的特点 |
| 1.6.3 双层辉光离子渗金属技术研究现状 |
| 1.7 课题的研究背景及主要研究内容 |
| 1.7.1 课题的提出 |
| 1.7.2 可行性分析 |
| 1.7.3 研究内容 |
| 第二章 试验材料及试验方法 |
| 2.1 等离子渗 Cr-W 试验 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 源极、阴极布置方式 |
| 2.1.3 实验设备及流程 |
| 2.2 合金层力学性能测试及摩擦磨损实验 |
| 2.2.1 划痕测试试验 |
| 2.2.2 摩擦磨损试验 |
| 2.3 氧化试验方案 |
| 2.3.1 实验标准 |
| 2.3.2 氧化前处理 |
| 2.3.3 恒温氧化方法 |
| 2.3.4 检测与分析 |
| 2.4 技术路线图 |
| 第三章 TiAl 基合金表面等离子渗 Cr-W 工艺研究 |
| 3.1 最佳工艺参数的确定 |
| 3.1.1 气压、极间距及源极电压的影响 |
| 3.1.2 温度和阴极电压的影响 |
| 3.1.3 最佳工艺参数 |
| 3.2 Cr-W 合金层组织形貌和成分 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 等离子表面合金层力学性能及摩擦磨损性能的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 合金层的力学性能分析 |
| 4.3 划痕法测量合金层渗层与基体结合力 |
| 4.4 常温下 Cr-W 共渗改性层的摩擦磨损性能 |
| 4.4.1 摩擦系数 |
| 4.4.2 磨痕形貌 |
| 4.4.3 磨损量 |
| 4.5 500℃下 Cr-W 共渗改性层的摩擦磨损性能 |
| 4.5.1 摩擦系数 |
| 4.5.2 磨痕形貌 |
| 4.5.3 磨损量 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 等离子表面合金层的高温氧化性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 氧化膜中应力的产生和释放 |
| 5.2.1 应力产生 |
| 5.2.2 应力释放 |
| 5.3 欲渗元素的氧化机理 |
| 5.3.1 Cr 的氧化 |
| 5.3.2 W 的氧化 |
| 5.4 高温氧化试验结果 |
| 5.4.1 氧化动力学曲线 |
| 5.4.2 表面氧化膜形貌及产物分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）轧制及反应退火制备微叠层TiB2-TiAl复合材料板组织与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 Ti-Al系金属间化合物的研究现状 |
| 1.2.1 钛铝金属间化合物的结构与性能特点 |
| 1.2.2 TiAl基合金的研究现状与分析 |
| 1.3 TiAl基复合材料的研究现状 |
| 1.3.1 增强体的选择 |
| 1.3.2 微叠层结构复合材料 |
| 1.4 板材或箔材的成形技术 |
| 1.4.1 粉末冶金法 |
| 1.4.2 铸轧技术 |
| 1.4.3 特殊轧制技术 |
| 1.4.4 元素箔叠轧工艺 |
| 1.4.5 其它制备板材的工艺方法 |
| 1.5 板材或箔材的组织与性能 |
| 1.5.1 板材或箔材的微观组织 |
| 1.5.2 板材或箔材的组织与性能关系 |
| 1.6 板材或箔材的应用 |
| 1.6.1 塑性成形和焊接制备板材或箔材结构件 |
| 1.6.2 机械加工制备TiAl基合金板材结构件 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与试验方法 |
| 2.1 试验用原材料 |
| 2.2 研究方案 |
| 2.3 微叠层TiB_2-TiAl复合材料板材制备 |
| 2.3.1 TiB_2/Al复合材料板材制备 |
| 2.3.2 多层Ti-(TiB_2/Al)复合板的制备 |
| 2.3.3 多层Ti-(TiB_2/Al)复合板的热处理与致密化 |
| 2.4 材料的组织结构分析 |
| 2.4.1 DTA试验 |
| 2.4.2 显微组织观察 |
| 2.4.3 物相鉴定与结构分析 |
| 2.5 性能测试方法 |
| 2.5.1 密度测试 |
| 2.5.2 纳米压痕试验 |
| 2.5.3 显微硬度测试 |
| 2.5.4 室温断裂韧性测试 |
| 2.5.5 室温拉伸性能测试 |
| 2.5.6 高温拉伸试验 |
| 第3章 多层Ti-(TiB_2/Al)复合板的制备 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 TiB_2/Al基复合材料板材制备 |
| 3.3 多层Ti-(TiB_2/Al)复合板的设计与制备 |
| 3.3.1 板材厚度设计 |
| 3.3.2 热压与轧制温度的确定 |
| 3.3.3 热压与轧制制备多层Ti-(TiB_2/Al)复合板 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多层Ti-(TiB_2/Al)复合板的低温反应退火及其致密化处理 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 多层Ti-(TiB_2/Al)复合板的低温反应退火 |
| 4.2.1 低温反应退火温度的确定 |
| 4.2.2 低温反应退火产物鉴定 |
| 4.2.3 低温反应退火工艺参数优化与反应生长动力学 |
| 4.2.4 低温反应机理研究 |
| 4.3 低温反应退火后的致密化处理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多层Ti-(TiB_2/Al)复合板的高温反应退火及片层化热处理 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 多层Ti-(TiB_2/Al)的高温反应退火 |
| 5.2.1 高温反应退火温度确定 |
| 5.2.2 高温反应退火产物鉴定与相转变规律 |
| 5.2.3 高温反应退火工艺参数优化及动力学研究 |
| 5.2.4 高温反应机理研究 |
| 5.3 片层化热处理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 微叠层TiB_2-TiAl复合材料板材的微观组织与性能测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 微叠层TiB_2-TiAl复合材料板材的微观组织 |
| 6.3 密度测试 |
| 6.4 纳米压痕试验 |
| 6.5 显微硬度测试 |
| 6.6 室温断裂韧性测试 |
| 6.7 拉伸性能测试 |
| 6.7.1 室温拉伸性能测试 |
| 6.7.2 高温拉伸性能测试 |
| 6.7.3 微叠层TiB_2-TiAl复合材料板材的拉伸断裂机理 |
| 6.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、影响TiAl高温氧化的两个因素（论文参考文献）
- [1]β-γ高铌TiAl合金的热加工特性、无包套锻造与热处理组织调控[D]. 葛庚午. 北京科技大学, 2022
- [2]增压涡轮用高温合金组织和工艺对热裂的影响与控制[D]. 赵展. 北京科技大学, 2020(01)
- [3]TiAl基合金表面NiCoCrAlY（Ta，Mo）涂层的组织与抗氧化行为[D]. 宫雪. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [4]铂铝合金层的制备、高温抗氧化行为及其在高温合金表面的应用[D]. 叶利亚. 上海大学, 2018(03)
- [5]γ-TiAl合金表面溅射Al/Al2O3梯度涂层的工艺及其抗高温性能研究[D]. 王玲. 南京航空航天大学, 2014(01)
- [6]γ-TiAl基合金在不同温度下的氧化行为[J]. 王玲,缪强,梁文萍,徐一,仝飞,于修水. 热处理, 2014(01)
- [7]TiAl3/Ti3AlC2/Al2O3复合材料制备及其耐铝液熔蚀—磨损性能研究[D]. 肖华强. 华南理工大学, 2013(11)
- [8]γ-TiAl合金高温抗氧化改性层的研究[D]. 张扬. 南京航空航天大学, 2013(06)
- [9]γ-TiAl辉光等离子Cr-W共渗层的组织结构与性能研究[D]. 魏祥飞. 南京航空航天大学, 2013(06)
- [10]轧制及反应退火制备微叠层TiB2-TiAl复合材料板组织与性能[D]. 崔喜平. 哈尔滨工业大学, 2012(03)