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高Nb-TiAl合金具有高比强度,高比刚度,高温抗氧化性,抗蠕变性以及密度低等优点,是下一代高温合金的候选材料。合金化是进一步优化高Nb-TiAl合金组织及性能的有效途径,热等静压是TiAl合金致密化的重要手段,但长久以来,热等静压对合金组织及相结构的影响被忽视。本论文从以上两个方面出发,设计了六组合金,研究合金元素Mn,W,Cr,V,Y对铸造Ti45Al8Nb组织及性能的影响,以及合金元素对热等静压后Ti45Al8Nb组织及性能的影响。 结果表明,六组合金中,Mn,W元素对铸态合金的组织及力学性能影响不大,合金元素Cr,V既能有效细化晶粒也能细化合金片层间距,但0.5at.%V的加入,会使合金片层团内以及片层团界面分布较多脆性室温β/B2相,破坏合金的拉伸性能,铸态的含V合金其抗拉强度和延伸率仅为481MPa和0.32%,性能仅高于含Y合金。0.3at.%Y的加入会使得基体中生成Y2O3及Al2Y颗粒,弥散分布在晶界处,在拉伸过程中形成应力集中源,使得合金迅速失效。含Cr合金是铸态合金中力学性能最好的,其抗拉强度和延伸率分别达到572MPa和0.38%,因此铸态合金优选成分为Ti45Al8Nb0.2Cr。 热等静压后,六组合金的晶粒度和铸态组织相比变化不大,但层片间距与铸态相比都有一定的粗化。Ti45Al8Nb以及含0.35at.%Mn,0.2at.%W,0.3at.%Y合金粗化程度较大,层片间距增加分别达到457%,214%,195%,83%,含0.2at.%Cr以及0.5at.%V合金粗化程度较小,分别增加5.0%和2.8%。热等静压后,含0.3at.%Y的合金由于片层粗化以及富Y相颗粒更加弥散的分布导致抗拉强度和延伸率都进一步降低,分别为337MPa和0.19%。热等静压后,含0.5V合金中室温β/B2相的大幅消除,组织稳定,其拉伸性能在六组合金中是最好的,抗拉强度和延伸率分别为634MPa和0.5%,因此Ti45Al8Nb0.5V合金在热等静压过程中具有较好的组织稳定性及较佳的力学性能,应作为优选合金成分。