● 摘要
Ti2AlNb基O相合金不仅具有较高的比强度、比刚度，还具有较高的高温蠕变抗力、断裂韧性、较好的抗氧化性、较低的热膨胀系数等特点，是近年来最具潜力的新型航空发动机应用材料，Ti-22Al-25N是其典型代表。目前，焊接技术研究已经成为此类材料推广应用的关键环节。冷却速度是焊接过程中一个重要基本参数，合适的焊后热处理工艺则是改善合金焊接接头最有利的方法，这两方面对焊接热影响区的组织和性能有很大的影响，因此，研究连续冷却速度及焊后热处理制度 (固溶时效) 对Ti-22Al-25Nb合金组织性能的影响有着重要的意义。本文的研究内容如下：
以Ti-22Al-25Nb合金为研究对象，利用DIL805A膨胀仪，测定该合金自B2相区以不同速度连续冷却时的热膨胀曲线，建立该合金的连续冷却转变 (CCT, Continuous Cooling Transformation) 曲线；利用光学显微镜 (OM) 、扫描电子显微镜 (SEM) 、透射电子显微镜 (TEM) 、X射线衍射仪 (XRD) 、显微硬度仪、拉伸试验机等设备系统研究固溶温度、固溶时间、时效温度、时效时间及长期时效过程对Ti-22Al-25Nb合金微观组织和力学性能的影响。
结果表明，快速冷却时，室温下合金微观组织为多边形B2相晶粒，当冷速减小到1℃/s左右时，合金发生B2→O及B2→β转变，当冷却速度为0.1℃/s左右时，B2→α2转变也开始发生。且板条状O相与β相之间存在以下位相关系：[01-1]β//[00-1]O， (-211) β// (110) O。当冷却速度大于5℃/s时，合金微观硬度值稳定；当冷却速度小于5℃/s时，随着冷却速度的降低，微观硬度值显著增大，且在冷却速度为0.1℃/s时达到最大，这与强化相O相的形态和含量有关。
Ti-22Al-25Nb合金的强化效果具体取决于O相尺寸及弥散度，O相尺寸越小、分布越弥散，强化效果越显著。合金经950℃/2h/WC+700℃/24h/AC固溶时效处理后，强度显著增大，抗拉强度由970 MPa增大到1275.5MPa，这与时效过程中合金在B2相基体中脱溶析出细小O相板条相关。