許多鈦鋁合金航空及柴油策動(dòng)機(jī)零件選用精密鑄成工藝成形，退火成為明顯改善鑄成鈦鋁合金組織機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵性技術(shù)之一。

鑄成鈦鋁合金原初鑄態(tài)組織機(jī)構(gòu)一般為γ-TiAl／α2-Ti3Al層片結(jié)構(gòu)。其層片團(tuán)粗大，層片團(tuán)體積及取向分布不光滑。在α交流電區(qū)高溫退火能實(shí)現(xiàn)其組織機(jī)構(gòu)的光滑化。但由于原初組織機(jī)構(gòu)粗大且在高溫下α相孔隙長(zhǎng)大難以控制，獲得的鑄成鈦鋁合金全層片組織機(jī)構(gòu)(fully lamellar-FL)通常仍具有粗大的層片團(tuán)。為提高鑄成鈦鋁合金的常壓拉伸塑性，經(jīng)一種多重退火工藝，成功地以獲取了鑄成鈦鋁合金細(xì)小全層片組織機(jī)構(gòu)［5，6］。該工藝包括①α交流電區(qū)光滑化，②900～1150℃Sauxillanges，③1150℃絕熱處置和④再次冷卻至略高于Τα環(huán)境溫度短時(shí)絕熱處置。但這種退火工藝較為復(fù)雜，處置周期較長(zhǎng)，不利于工程應(yīng)用。

　　責(zé)任編輯對(duì)以鎳微合金化的鑄成Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr(氫原子平均數(shù)，雷米雷蒙縣)合金展開了退火工藝科學(xué)研究，并對(duì)鎳微合金化簡(jiǎn)化鑄成鈦鋁合金組織機(jī)構(gòu)光滑化、明晰退火工藝的推動(dòng)作用機(jī)Astier含鎳的鈦鋁合金細(xì)小全層片組織機(jī)構(gòu)的逐步形成機(jī)理作了分析討論。

　　1測(cè)試材料為含鎳(0.2～0.5)%(氫原子平均數(shù)，雷米雷蒙縣)的鑄成鈦鋁合金Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr(%)，選用冷坩堝電漿感應(yīng)懸浮爐熔煉，角蕨3周后澆入銅模獲得φ40mm的角蕨。30°扇形退火待測(cè)從角蕨上以如石方法擷取。

退火測(cè)試在0.133Pa電漿下展開。參考鑄成Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金以獲取等軸的近γ組織機(jī)構(gòu)(near gamma-NG)和細(xì)小全層片組織機(jī)構(gòu)(fine fully lamellar-FFL)的退火制度［5，6］，測(cè)試環(huán)境溫度和時(shí)間分別取作1150℃×（48～168)h和1370℃×（5～10)min。

　　組織機(jī)構(gòu)檢視在普通成像和帶入射光的成像電子顯微鏡下展開。金相待測(cè)用(體積平均數(shù))1%HF＋10%HNO3＋89%H2O溶液侵蝕。

2檢視辨認(rèn)出，(99.8～99.5)%(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)＋(0.2～0.5)%Ni的合金原初鑄態(tài)為有一定擇優(yōu)取向的全層片組織機(jī)構(gòu)，層片團(tuán)體積約500～1500μm。該合金組織機(jī)構(gòu)在1150℃×72h后即出現(xiàn)顯著的層片單向已連續(xù)粗化現(xiàn)像；經(jīng)過144h絕熱處置，原初粗大、不光滑的鑄態(tài)組織機(jī)構(gòu)變革為孔隙細(xì)小、基本光滑等軸的NG組織機(jī)構(gòu)，其平均孔隙體積約30μm。

　　(99.8～99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2～0.5)Ni(%)合金原初鑄態(tài)組織機(jī)構(gòu)[pagebreak]

　　鑄成(99.8～99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2～0.5)Ni(%)合金經(jīng)1150℃絕熱處置獲得的組織機(jī)構(gòu)72h絕熱，層片單向已連續(xù)粗化組織機(jī)構(gòu)144h絕熱，全面等軸化組織機(jī)構(gòu)。

有科學(xué)研究辨認(rèn)出，鎳具有擴(kuò)大鈦鋁合金γ交流電區(qū)的推動(dòng)作用，加進(jìn)(氫原子平均分)0.5%以上的鎳能使Ti-48Al合金變革為交流電γ組織機(jī)構(gòu)。在100倍偏振光金相電子顯微鏡下旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)式360°檢視到，本科學(xué)研究獲得的NG組織機(jī)構(gòu)中有少量的等軸α2孔隙出現(xiàn)顯著的4次明亮后紅化現(xiàn)像。與文獻(xiàn)科學(xué)研究獲得的C99mg鎳鈦鋁合金NG組織機(jī)構(gòu)相比，認(rèn)定地檢視可見含鎳合金NG組織機(jī)構(gòu)中α2相數(shù)目顯著較少。因而能認(rèn)定蔡伯介，加進(jìn)0.2%～0.5%的鎳可使鈦鋁合金在1150℃下α2(或α)→γ相變驅(qū)動(dòng)力增大，則對(duì)層片組織機(jī)構(gòu)中能量起伏的增強(qiáng)推動(dòng)作用加大，推動(dòng)了層片結(jié)構(gòu)中層片形狀擾動(dòng)致層片間斷的發(fā)生。這些在相對(duì)非常多時(shí)間產(chǎn)生的非常多數(shù)目的層片內(nèi)西北側(cè)有效地推動(dòng)了層片的單向已連續(xù)粗化，從而能使含鎳的鈦鋁合金以較單純的退火工藝實(shí)現(xiàn)組織機(jī)構(gòu)的光滑化和明晰。

測(cè)試辨認(rèn)出，鈦鋁合金細(xì)小全層片組織機(jī)構(gòu)具有最佳的綜合力學(xué)性能。因此，將獲得的NG組織機(jī)構(gòu)再次冷卻到1370℃保溫5～10min后冷卻獲得了層片團(tuán)細(xì)小等軸的全層片組織機(jī)構(gòu)()，其層片團(tuán)平均體積約為50μm，略小于鑄成Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金以相同工藝獲得的FFL組織機(jī)構(gòu)層片團(tuán)。根據(jù)其層片團(tuán)為等軸狀，且略大于基體NG組織機(jī)構(gòu)的γ孔隙體積，責(zé)任編輯認(rèn)為，含鎳鑄成鈦鋁合金FFL組織機(jī)構(gòu)的逐步形成機(jī)理不同于C99mg鎳的鈦鋁合金FFL組織機(jī)構(gòu)，而是高溫α相等軸孔隙在γ相基體上逐步形成并略有長(zhǎng)大后冷卻過程中按一般全層片組織機(jī)構(gòu)逐步形成機(jī)理產(chǎn)生的，即冷卻至α＋γ兩相區(qū)后γ相在α孔隙中柱狀析出構(gòu)成γ／α層片結(jié)構(gòu)，然后在冷卻至常壓過程中變革為γ／α2層片結(jié)構(gòu)。

鑄成(99.8～99.5)(Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr)-(0.2～0.5)Ni(%)合金細(xì)小全層片組織機(jī)構(gòu)形貌。

　　結(jié)論

　　(1)對(duì)含鎳0.2%～0.5%(氫原子平均分)的鑄成Ti-46.5Al-2.5V-1.0Cr合金能通過較單純的1150℃×144h絕熱處置使鑄態(tài)粗大不光滑的層柱狀組織機(jī)構(gòu)變革為細(xì)小光滑的等軸的近γ組織機(jī)構(gòu)。

　　(2)將獲得的近γ組織機(jī)構(gòu)再次冷卻到1370℃×(5～10)min后冷卻能獲得層片團(tuán)細(xì)小等軸的全層片組織機(jī)構(gòu)。