Gamma钛铝合金：科学与技术

前辅文

第 1 章引言

参考文献

第 2 章物相组成

2.1 二元 Ti-Al 相图
2.2 三元和多组元合金系
参考文献

第 3 章热物理常数

3.1 弹性和热性能
3.2 点缺陷
3.3 扩散
参考文献

第 4 章相变和显微组织

4.1 凝固组织的形成
4.2 固态相变
- 4.2.1 β→α 相变
- 4.2.2 (α2 +γ)片层组织的形成
- 4.2.3 羽毛状结构和魏氏组织区域
- 4.2.4 块状转变
参考文献

第 5 章单相合金的变形行为

5.1 单相 γ-TiAl 合金
- 5.1.1 滑移系和变形动力学
- 5.1.2 面缺陷
- 5.1.3 γ-TiAl 中位错的平面分解
- 5.1.4 位错的非平面分解和位错钉扎
- 5.1.5 γ-TiAl 中的机械孪晶
- 5.1.6 取向和温度对 γ 相变形的影响
5.2 α2 -Ti3Al 单相合金的变形行为
- 5.2.1 滑移系和变形运动学
- 5.2.2 取向和温度对 α2 相变形的影响
5.3 β / B2 相合金
参考文献

第 6 章双相 α2 -Ti3Al+γ-TiAl 合金的变形行为

6.1 片层组织
- 6.1.1 片层 TiAl 合金中的界面结构
- 6.1.2 片层界面的能量
- 6.1.3 共格和半共格界面
- 6.1.4 共格应力
- 6.1.5 塑性各向异性
- 6.1.6 微观力学模型
6.2 单相与多相合金变形机制的差异
- 6.2.1 TEM 表征方法的层面
- 6.2.2 (α2 +γ)合金的室温变形
- 6.2.3 独立的滑移系
- 6.2.4 (α2 +γ)合金的高温变形
- 6.2.5 片层间的滑移传递
6.3 位错和形变孪晶的产生
- 6.3.1 γ-TiAl 中位错源的开动
- 6.3.2 界面相关位错的产生
- 6.3.3 孪晶形核和生长
- 6.3.4 孪晶交截
- 6.3.5 声发射
- 6.3.6 孪晶结构的热稳定性
6.4 滑移阻力和位错可动性
- 6.4.1 热激活变形
- 6.4.2 变形初始阶段的滑移阻力
- 6.4.3 TiAl 合金的静态和动态应变时效
- 6.4.4 扩散协助的位错攀移､回复和再结晶
6.5 热和非热应力
参考文献

第 7 章强化机制

7.1 细晶强化
7.2 加工硬化
- 7.2.1 加工硬化现象
- 7.2.2 非热部分对加工硬化的贡献
- 7.2.3 割阶拖曳和位错碎片强化
- 7.2.4 变形结构的热稳定性
- 7.2.5 高温流变行为
- 7.2.6 高应变速率变形
7.3 固溶强化
- 7.3.1 溶质原子与 TiAl 基体的尺寸失配
- 7.3.2 观察结果综述
- 7.3.3 溶质元素铌的效果
7.4 析出强化
- 7.4.1 TiAl 合金中的碳化物析出
- 7.4.2 碳化物强化
- 7.4.3 硼化物､氮化物､氧化物以及硅化物强化
7.5 优化的含 Nb 合金
参考文献

第 8 章调制组织合金的变形行为

8.1 调制组织
8.2 失配界面
8.3 力学性能
参考文献

第 9 章蠕变

9.1 设计裕度和失效机制
9.2 总体蠕变行为
9.3 稳态或最小蠕变速率
- 9.3.1 单相 γ-TiAl 合金
- 9.3.2 α2 -Ti3Al+γ-TiAl 两相合金
- 9.3.3 对蠕变结构的实验观察
9.4 显微组织的影响
9.5 初始蠕变
9.6 蠕变诱发的片层结构退化
9.7 与 α2→γ 相变相关的析出效应
9.8 加速蠕变
9.9 优化的合金､合金成分和加工工艺的影响
9.10 具有调制组织合金的蠕变性能
- 9.10.1 应力和温度的影响
- 9.10.2 损伤机制
参考文献

第 10 章断裂行为

10.1 TiAl 合金断裂的长度尺度
10.2 解理断裂
10.3 裂纹尖端的塑性
- 10.3.1 塑性区
- 10.3.2 裂纹与界面的交互作用
- 10.3.3 裂纹与位错的交互作用
- 10.3.4 孪晶的作用
10.4 断裂韧性､强度和塑性
- 10.4.1 实验方法方面
- 10.4.2 显微组织和织构的作用
- 10.4.3 温度及加载速率的影响
- 10.4.4 预变形的作用
10.5 调制组织合金的断裂行为
10.6 对塑性和韧性的要求
10.7 对性能离散性的评价
- 10.7.1 统计分析
- 10.7.2 TiAl 合金强度和塑性的离散性
- 10.7.3 TiAl 合金断裂韧性的离散性
参考文献

第 11 章疲劳

11.1 定义
11.2 应力-疲劳寿命(S-N)曲线
11.3 高周疲劳(HCF)
- 11.3.1 疲劳裂纹扩展
- 11.3.2 裂纹闭合效应
- 11.3.3 门槛应力强度范围下的疲劳
11.4 温度和环境对循环裂纹扩展抗力的影响
11.5 低周疲劳(LCF)
- 11.5.1 总体认识
- 11.5.2 循环应力响应
- 11.5.3 循环塑性
- 11.5.4 应力诱导相变和动态再结晶
11.6 热机械疲劳和蠕变松弛
参考文献

第 12 章氧化行为及相关问题

12.1 动力学和热力学
12.2 关于氧化的一般问题
- 12.2.1 合金成分的影响
- 12.2.2 氧化物生长相关的力学问题
- 12.2.3 氧和氮的影响
- 12.2.4 其他环境因素的影响
- 12.2.5 亚表面区域､Z 相以及添加银的作用
- 12.2.6 表面光洁度的影响
- 12.2.7 离子注入的影响
- 12.2.8 卤族元素对氧化的影响
- 12.2.9 高温暴露后的脆性
- 12.2.10 涂层/抗氧化合金
12.3 总结
参考文献

第 13 章合金设计

13.1 铝含量的影响
13.2 重要的合金化元素———综述
- 13.2.1 Cr､Mn 和 V
- 13.2.2 Nb､W､Mo 和 Ta
- 13.2.3 B､C 和 Si
13.3 特定的合金系统
- 13.3.1 传统合金
- 13.3.2 高铌含量合金
- 13.3.3 β 凝固合金
- 13.3.4 块状转变合金
13.4 总结
参考文献

第 14 章铸锭的制备和部件的铸造

14.1 铸锭生产
- 14.1.1 真空电弧熔炼(VAR)
- 14.1.2 等离子弧熔炼(PAM)
- 14.1.3 感应凝壳熔炼(ISM)
- 14.1.4 总体评价
14.2 铸造
- 14.2.1 熔模铸造
- 14.2.2 金属模重力铸造(GMM)
- 14.2.3 离心铸造
- 14.2.4 反重力低压铸造
- 14.2.5 定向凝固
14.3 总结
参考文献

第 15 章粉末冶金

15.1 预合金粉法
- 15.1.1 气雾化
- 15.1.2 旋转电极法
- 15.1.3 旋转盘雾化
- 15.1.4 雾化的共性问题
- 15.1.5 雾化后的处理
- 15.1.6 总结
15.2 元素粉法
- 15.2.1 反应烧结
- 15.2.2 总结
15.3 机械合金化
参考文献

第 16 章变形加工

16.1 热加工条件下的流变行为
- 16.1.1 流变曲线
- 16.1.2 流变行为的本构分析
16.2 显微组织的演变
- 16.2.1 单相合金的再结晶
- 16.2.2 多相合金及合金化的影响
- 16.2.3 片层界面的影响
- 16.2.4 共析温度以上热加工过程中的显微组织演化
- 16.2.5 工程方面
16.3 可加工性和首次加工
- 16.3.1 可加工性
- 16.3.2 铸锭开坯
16.4 织构演化
16.5 二次加工
- 16.5.1 部件的热加工成形
- 16.5.2 轧制板材的制备及力学性能的选择
- 16.5.3 变形加工新技术
参考文献

第 17 章焊接

17.1 扩散焊
- 17.1.1 合金成分和显微组织
- 17.1.2 微凸体变形
- 17.1.3 扩散焊的实验设置
- 17.1.4 焊接区的金相表征
- 17.1.5 合金成分的影响
- 17.1.6 焊接时间和应力的影响
- 17.1.7 接头的力学表征
17.2 钎焊及其他焊接技术
- 17.2.1 钎焊和瞬时液相焊
- 17.2.2 其他焊接技术
参考文献

第 18 章表面硬化

第 19 章应用､部件的评定和展望

19.1 航空航天领域
- 19.1.1 在飞机发动机上的应用
- 19.1.2 特殊航空航天应用
19.2 汽车领域
19.3 展望
参考文献

附录1 前沿进展———物相组成(第 2 章)

参考文献

附录 2 前沿进展———热物理常数(第 3 章)

附录 3 前沿进展———相变和显微组织(第 4 章)

A3.1 凝固
A3.2 固态相变
参考文献

附录 4 前沿进展———单相合金的变形行为(第 5 章)

A4.1 沿伪孪生方向的剪切
A4.2 α2 相的孪晶
参考文献

附录 5 前沿进展———多相合金的变形行为(第 6 章)

附录 6 前沿进展———强化机制(第 7 章)

附录 7 前沿进展———调制组织合金的变形行为(第 8 章)

参考文献

附录 8 前沿进展———蠕变(第 9 章)

A8.1 长时蠕变
A8.2 β / βo 相的作用
参考文献

附录 9 前沿进展———断裂行为(第 10 章)

附录 10 前沿进展———疲劳(第 11 章)

附录 11 前沿进展———氧化行为及相关问题(第 12 章)

参考文献

附录 12 前沿进展———合金设计(第 13 章)

参考文献

附录 13 前沿进展———铸锭的制备和部件的铸造(第 14 章)

参考文献

附录 14 前沿进展———粉末冶金(第 15 章)

参考文献

附录 15 前沿进展———变形加工(第 16 章)

参考文献

附录 16 前沿进展———焊接(第 17 章)

A16.1 扩散焊
A16.2 异种材料之间的焊接
A16.3 瞬间液相扩散焊
A16.4 其他技术
参考文献

附录 17 前沿进展———表面硬化(第 18 章)

参考文献

附录 18 前沿进展———应用､部件的评定和展望(第 19 章)

参考文献

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