Ti-Al系金属间化合物的热加工理论及应用

（1）本书以Ti-Al系金属间化合物中的典型代表：TiAl合金、Ti2AlNb合金作为研究对象。 （2）本书介绍了Ti-Al系合金的发展历程、微观组织特征及力学性能。 （3）本书给出合金具体成分设计范围、包套轧制、涂层防护等关键工艺参数。 （4）本书研究成果能够对TiAl合金、Ti2AlNb合金的热加工成形及服役应用提供指导。

航空、航天科技快速发展的同时，对材料轻量化提出了越来越迫切的需求。Ti-Al系金属间化合物具有轻质、高强等优点，有望替代镍基高温合金，从而实现某些零部件的减重。本书以Ti-Al系金属间化合物中的典型代表TiAl合金、Ti2AlNb合金作为研究对象，介绍了其发展历程、微观组织特征及力学性能。同时，针对其化学成分设计、热加工制备、服役与应用等方面展开研究，给出了合金具体成分设计范围、包套轧制、涂层防护等关键工艺参数，为Ti-Al系金属间化合物的生产及应用提供了理论指导。
本书是金属材料类专业技术书籍，主要读者对象为高校科研工作者、材料加工工程专业硕/博士研究生，也可供企业工程技术人员参考。

无

1 Ti-Al系金属间化合物的理论基础
1.1 Ti-Al系金属间化合物 001
1.2 TiAl合金 002
1.2.1 TiAl合金发展历程 002
1.2.2 TiAl合金组织性能 004
1.2.3 TiAl合金应用前景 007
1.3 Ti2AlNb合金 009
1.3.1 Ti2AlNb合金发展历程 010
1.3.2 Ti2AlNb合金组织性能 011
1.3.3 Ti2AlNb合金应用前景 019
1.4 Ti-Al系金属间化合物的制备加工 021
1.4.1 熔炼铸造技术 021
1.4.2 粉末冶金技术 023
1.4.3 增材制造技术 024
1.4.4 铸锭冶金技术 025
参考文献 027

2 TiAl合金成分设计及Mo元素作用机制
2.1 TiAl合金成分设计及方法 033
2.1.1 合金元素对TiAl合金组织性能的影响 033
2.1.2 第一性原理在TiAl合金设计中的应用 035
2.2 Mo元素对TiAl合金组织及性能的影响 038
2.2.1 β相稳定元素的富集行为 039
2.2.2 Mo元素对TiAl合金相变点的影响 042
2.2.3 Mo元素对TiAl合金微观组织的影响 043
2.2.4 Mo元素对TiAl合金力学性能的影响 047
2.2.5 Mo元素对TiAl合金抗氧化性能的影响 054
参考文献 055

3 TiAl合金热加工行为及板材制备
3.1 TiAl合金高温变形行为研究方法 058
3.1.1 高温变形本构模型 058
3.1.2 热加工图绘制方法 060
3.2 TiAl合金热变形行为研究 062
3.2.1 高温塑性加工流变行为 063
3.2.2 热加工物理模拟实验数据修正 064
3.2.3 本构模型构建与验证 067
3.2.4 热加工过程微观组织演变 073
3.2.5 动态再结晶和软化机制 078
3.3 TiAl合金热加工图研究 082
3.3.1 热加工图的构建 082
3.3.2 热加工图分析 088
3.4 TiAl合金轧制变形及组织调控 090
3.4.1 Ti-44Al-4Nb-1.5Mo合金板材制备 090
3.4.2 轧制态TiAl合金板材微观组织分析 092
3.4.3 热处理对TiAl合金板材微观组织的影响 095
3.4.4 TiAl合金力学性能与断裂机理 101
参考文献 104

4 TiAl合金服役性能研究
4.1 TiAl合金的氧化及防护 107
4.1.1 TiAl合金氧化行为的影响因素 108
4.1.2 TiAl合金的高温氧化防护 111
4.2 TiAl合金氧化性能 113
4.2.1 TiAl合金的等温氧化 114
4.2.2 TiAl合金的循环氧化 125
4.2.3 TiAl合金的应力氧化 133
4.3 微观组织对TiAl合金氧化行为的影响 137
4.3.1 TiAl合金各相氧化热力学 137
4.3.2 TiAl合金各相及晶界氧化行为 140
4.3.3 不同初始微观组织TiAl合金的氧化行为 144
4.3.4 TiAl合金片层稳定性 154
4.4 TiAl合金热冲击变形行为研究 155
4.4.1 TiAl合金的热冲击行为 156
4.4.2 热冲击过程中的裂纹演变 158
4.4.3 热冲击对微观组织稳定性的影响 160
4.4.4 热冲击开裂机制分析 161
4.5 TiAl合金高温涂层防护 165
4.5.1 TiAl合金防护涂层及研究进展 165
4.5.2 8YSZ/NiCoCrAlY涂层的组织特征与抗氧化性能 166
4.5.3 热障涂层中TGO的生长与扩散机制 173
参考文献 176

5 Ti2AlNb合金成分设计及Mo元素作用机制
5.1 合金元素与Ti2AlNb合金组织性能的内在联系 180
5.2 Mo元素对Ti2AlNb合金微观组织的影响 184
5.2.1 铸态Ti2AlNb合金宏观形貌特征 185
5.2.2 铸态Ti2AlNb合金微观形貌特征 186
5.2.3 热等静压态Ti2AlNb合金微观组织 187
5.2.4 Ti2AlNb合金的相转变 190
5.3 Mo元素对Ti2AlNb合金热加工行为的影响 191
5.3.1 变形温度对材料热压缩行为的影响 191
5.3.2 应变速率对材料热压缩行为的影响 198


参考文献 206

……