钛铝合金具有密度小、比强度高和高温性能较好等优点,但也存在的难热加工塑性变形性、低的室温延性、以及850℃以上抗氧化能力不足等缺陷。至今仍然阻碍着这种材料投入实际应用。被认为是一种理想的、富有研究开发应用前景的航空航天用新型高温结构材料。
钛铝合金铸锭冶金技术存在铸锭成分偏析和组织不均匀等问题;快速冷凝技术制备的钛铝合金粉末,化学成分稳定,工艺性能良好,但随着热处理温度的变化,粉末的显微结构和显微硬度会发生相应变化复合材料技术制备的钛铝合金显示出良好的强化性能,但横向性能、环境抗力等问题仍有待解决;粉末冶金法可制备组织均匀、细小的制件,且可实现制件的近净成形,可有效解决钛铝金属间化合物合金难于加工成形问题。其中,严重的室温脆性问题尤为突出。目前主要制粉方法有两种:元素粉末法和钛铝预合金粉法。目前国内学者多采用元素粉末法制备钛铝合金。钛铝合金的制备加工技术主要有如下几种:(1)铸锭冶金技术;(2)粉末冶金技术;(3)快速冷凝技术;(4)复合材料技术。
研对表明,显微组织显著地影响着钛铝基合金的室温力学性能,获得均匀、细小的双态组织的试样表现出较高的室温力学性能,特别是室温延性。然而,钛铝基合金铸态组织为粗大柱状的α2/γ层片状晶团,只有通过热压力变形才能使之破碎。可是,
钛铝基合金层片状晶团热变形时表现出力学性能和变形亚结构的各向异性,以及锯齿状晶界对晶粒转动抑制性,致使各个晶团在热变形整个过程中表现出变形亚结构单调性。所以,总存在部分粗大层片状晶团的层片结构在热变形之后仍然保持完好。并且,钛铝基合金热变形流变应力高,试样与压头之间摩擦力很大,造成试样内应力不均匀。存在着局部区域上应力很低,此处材料经历的热变形性不明显,粗大层片状晶团仍然保持。正是因为钛铝基合金热变形过程的复杂性,其热变形试样上总存在着部分粗大的、未被热变形破碎的层片状晶团,它们在随后两相区加热时表现出高的显微组织热稳定性而难以得到细化。为了得到均匀、细小的热变形组织材料进行进一步研究,不得不有选择性地从锻坯上取样。此外,由于
钛铝基合金热塑性低,导致锻坯周边及上、下表面形成大量纵深裂纹、以及均匀的热变形组织只是部分地存在,所以,锻坯的成材率很低,并时常由于所取试样中夹带个别粗晶,而导致力学性能差。