Ti2AlNb近凈成形部件的熱處理開裂分析*

徐 磊，吳 杰，崔瀟瀟，郭瑞鵬，楊 銳

（1. 中國科學院金屬研究所鈦合金研究部，沈陽 110016；2. 太原理工大學材料科學與工程學院，太原 030024）

熱等靜壓（Hot isostatic pressing，HIP）工藝是粉末冶金近凈成形技術獲取致密化的重要手段。熱等靜壓工藝原理是將金屬粉末封裝在預先制造的包套中，包套作用是容納粉末并傳遞溫度和壓力，在熱等靜壓爐腔中依靠惰性氣體升溫和加壓，在高溫高壓的作用下，使得粉末完全致密化[1–2]。本研究團隊前期大量的研究集中在優化熱等靜壓工藝參數與確定粉末合金顯微組織與力學性能的關系，并確立了優化后的熱等靜壓工藝參數[3–5]。由于不能徹底消除粉末在制備過程和存儲封裝過程中物理吸附的氧氣和水汽，以及粉末本身含有缺陷所致，粉末合金往往存在一定數量的孔隙。孔隙缺陷的主要成因包括：（1）熱等靜壓工藝參數的影響；（2）包套的屏蔽作用；（3）空心粉的影響；（4）包套體內殘余氣體和粉體表面吸附氣體的影響；（5）包套發生泄漏[3–6]。氣體霧化法制備的粉末含少量的空心粉，空心粉會導致熱等靜壓態粉末合金內部存在微量的孔隙[4,7]。英國伯明翰大學吳鑫華等[8]采用X 射線三維成像方法分析了Ti25V15Cr2Al0.2C粉末合金中的殘余氣孔出現的原因，測試了合金的力學性能，試驗結果顯示殘余氣孔并不顯著影響性能。韓國學者Lee 等[9]在研究粉末真空除氣預處理對粉末冶金Ti–6Al–4V 合金力學性能影響時發現：粉末顆粒表面吸附的O 作為間隙元素能夠固溶到Ti–6Al–4V 基體中去，是否采用加熱進行真空除氣預處理對粉末合金力學性能影響不明顯。……