【摘 要】
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γ-TiAl系金属间化合物由于具有密度低、强度高等特点以及高温力学性能和抗氧化性优异等特点，是一种理想的高温结构材料。本论文分析了名义成分为Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr（at.％）的铸
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γ-TiAl系金属间化合物由于具有密度低、强度高等特点以及高温力学性能和抗氧化性优异等特点，是一种理想的高温结构材料。本论文分析了名义成分为Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr（at.％）的铸造γ-TiAl合金经过不同机加工以及不同条件热暴露后合金的表面状态，并研究了表面状态对力学性能的影响。采用车削、粗磨和精磨三种机加工方法制备试样，分别研究试样表面状态，包括粗糙度、加工硬化及残余应力。研究发现，三种试样表面粗糙度依次降低，表面均存在残余压应力，其中轴向残余压应力依次增大，径向残余压应力变化不明显，试样表面均产生加工硬化现象。拉伸试验表明，三种试样的抗拉强度变化不明显，延伸率依次略有提高。所以，精磨有利于试样塑性的提高。研究了铸造γ-TiAl合金在高温热暴露后的表面状态，包括表面氧化层微观形貌、氧化层厚度、截面氧化层结构以及成分分布情况。根据实际工作温度，设计热暴露温度分别为700℃、750℃和800℃，热暴露时间分别为100h、200h和300h。研究发现，氧化层主要由TiO2和Al2O3组成，经700℃热暴露后，氧化层厚度为0.5～5μm，经750℃和800℃热暴露后，氧化层厚度在14～37μm之间。各种条件下氧化层元素分布趋势相似，从基体到外层依次为Ti3Al富裕层、Al2O3富裕层、TiO2富裕层和Al2O3+TiO2混合物层。拉伸试验表明，经不同时间热暴露后的试样平均抗拉强度分别为453MPa、439MPa和442MPa，平均延伸率分别为0.17％、0.18％和0.23％，抗拉强度和塑性均低于未经热暴露的试样。热暴露后试样在氧化亚层结合面上存在锯齿尖角，在外力作用下容易造成应力集中而导致裂纹产生，从而使合会的室温抗拉强度和塑性均降低。
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