材料研究学报

作者：王国田, 龙泽堃, 吴彪, 王强, 丁宏升

单位：1.黑龙江工程学院汽车与交通工程学院 哈尔滨 1500502.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院 金属精密热加工国家重点实验室 哈尔滨 150001

关键词：金属材料,脉冲电流,TiAl合金,定向凝固,微观组织,力学性能

基金：黑龙江工程学院博士基金(2019BJ03);黑龙江工程学院基本科研业务费(创新团队类)项目(2020CX02);黑龙江工程学院基本科研业务费(创新团队类)项目(2018CX07);省领军人才梯队培育计划(2020LJ04);黑龙江省自然科学基金(LH2019E114)

施加脉冲电流进行Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb(原子分数,%)合金的定向凝固并结合仿真实验,研究了脉冲电流对其凝固组织和性能的影响。结果表明：随着频率为200 Hz的脉冲电流密度的增大电流集肤效应增强、熔体内电流集肤效应加重。在集肤层电流焦耳热效应的作用下糊状区侧向散热的热流密度降低,使枝晶的平均偏离角减小,从而使合金的断后延伸率增大。脉冲电流密度较小时,在焦耳热效应和电磁搅拌的作用下熔体中枝晶的重熔和破碎使柱状晶晶粒的径向尺寸减小。但是,过量的焦耳热使熔区的长度增大、温度梯度减小,反而使晶粒的径向尺寸增大。因此随着电流密度的增大TiAl合金的抗拉强度先提高后降低,施加频率为200 Hz、电流密度为35.3 mA/mm的脉冲电流TiAl合金的抗拉强度最大,比母合金铸锭的抗拉强度提高了70.7%。电流密度为52.9 mA/mm时延伸率达到最大值,比母合金锭的延伸率提高了129.5%。

来源：2022年第9期

《材料研究学报》期刊编辑部

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