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本论文研究了过渡金属元素Cr、Fe对Ti-Si体系合金的微观组织与性能的影响,着重讨论了力学性能和断裂机理;采用平衡合金法测定了Ti-Sn-Y在473 K下的等温截面相图。
通过研究添加不同含量的Cr元素对Ti-Si共晶合金的微观组织与性能的影响,得出如下结论:添加Cr元素的Ti-Si共晶合金的相为α-Ti(Si,Cr)ss、β-Ti(Si,Cr)ss和Ti5Si3;当Ti-Si共晶合金中Cr含量超过9 at.%时,合金相成分为β-Ti(Si,Cr)ss和Ti5Si3,没有发现α-Ti(Si,Cr)ss的存在。而且Cr固溶于β-Ti和Ti5Si3相中还能明显改变Ti5Si3相的形貌和Ti5Si3相在基体的分布。
对Ti-Si-Fe系合金的微观组织、力学性能和断裂行为的研究表明:Ti-Si-Fe三元合金铸态相主要由Ti5Si3、FeTi和α-Ti(Fe,Si)ss三相组成,而Ti-Fe二元合金(亚共析、共析、过共析)铸态相主要由α-Ti(Fe)ss和FeTi组成。力学性能测试表明:Ti-Si-Fe三元合金的塑性要明显优于Ti-Fe二元合金,其断裂机制为韧性断裂。
为开发多元钛合金提供相平衡信息,本文还通过实验测定了Ti-Sn-Y三元系473 K等温截面相图。它包括13个单相区,23个两相区,11个三相区;在473 K下,确定了10个二元化合物的存在,即Ti3Sn、Ti2Sn、Ti5Sn3、Ti6Sn5、Ti2Sn3、Sn3Y、Sn2Y、Sn10Y11、Sn4Y5和Sn3Y5。以上二元化合物均没有明显的固溶度,该三元系中未发现三元化合物。