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题目:微量B,Y对TiAl合金高温熔盐腐蚀行为的影响

关键词:TiAl合金,高温腐蚀,B元素添加,Y元素添加

  摘要

TiAl合金具有高温强度高,密度低等一系列优点,是一种极具潜力的航空发动机用材料。如果该类材料作为航空发动机材料在近海地区服役时,所发生的高温腐蚀将是影响其服役行为不可忽视的因素。在TiAl合金中添加微量的B元素及Y元素可以改善全片层TiAl合金的组织和力学性能,本文通过氧化动力学分析、扫描电镜观察、能谱(EDS)分析和X射线衍射(XRD)分析,研究了添加B元素和Y元素对Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的800℃、75wt.%Na2SO4+25wt.%NaCl熔盐腐蚀行为的影响及机理。实验结果表明:(1)在Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中添加适量的(0~1.5at.%)B元素可以改善合金的耐高温熔盐腐蚀性能。其中,B元素含量对于合金耐高温腐蚀性能的影响可以分为两个区间:B元素含量处于0~0.8at.%区间时,随B元素含量的增加合金的耐高温腐蚀性能提高显著;而B元素含量处于0.8at.%~1.5at.%区间时,B元素含量的增加对于合金的耐高温腐蚀性能的改善效果减弱;(2)在Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中添加0.3at.%的Y元素可以一定程度减少合金的高温腐蚀增重。同时,Y元素的添加还能促进细小致密的氧化组织的形成,从而改善氧化腐蚀膜层的塑性变形能力,减轻了合金高温氧化腐蚀膜层的开裂;(3)在Ti-48Al-2Cr-2Nb合金中添加0.8at.%的B元素的基础上继续添加Y元素不能进一步减小合金的晶粒尺寸。与只添加B元素的Ti-48Al-2Cr-2Nb-0.8B合金相比较,同时添加B和Y两种元素的合金随着添加Y元素的增加,合金的腐蚀增重逐渐增大,氧化腐蚀膜层质地逐渐疏松,合金的耐高温熔盐腐蚀的性能恶化。