方春梅，徐勇，许斌，袁乃强

(山东建筑大学材料科学与工程学院，山东 济南 250101 )

高Nb-TiAl合金具有良好的高温强度、较低的密度、优良的抗蠕变性能及较高的抗氧化性能，吸引了越来越多的研究者的注意[1-4]。高Nb-TiAl合金的优良使用性能与加工特性，与合金的显微组织结构以及物相构成密切相关[5-6]。合金中晶体的微观缺陷的交互作用，包括位错畸变与堆积层错的交互作用阻碍了位错提高合金抗蠕变的行为[7]。因此，研究高Nb-TiAl合金的显微组织结构及相应的物相转变特征，对提高合金性能，优化合金设计具有重要的意义。

Nb-TiAl合金中Nb元素的添加增大了β相的含量，降低了合金的峰值应力，提高了合金的热工作能力[8]。高铌TiAl合金显微组织主要由具有六方晶系DO19型结构的α2-Ti3Al相和具有面心四方Ll0型结构的γ-TiAl相构成[7-9]，合金中α2和γ相含量不同时晶粒呈现多种聚集状态。高Nb-TiAl中，含有α2和γ两相的晶粒一般直径大于100 μm，且多为层间距超过几百纳米的层片结构，片层聚集成为大的板条状[10]。室温下，与高体积分数的α2相的合金相比，近片层结构的TiAl合金塑性变形量提高了约1%，也就是说，合金中大量α2相的存在不利于材料的塑性变形[11-12]。研究者使用等离子弧熔炼方法，获得的Ti-45Al-8.5Nb-(W, B, Y) 合金，表现出一种高的断裂强度和适中的疲劳强度，合金微观形貌为细化的层片组织[5]。合金中不同物相组成对合金力学性能有着重要影响[13-14]

当前对高Nb-TiAl合金的研究中，合金的显微组织演变，物相变化以及合金性能等方面的研究日趋完善[15-18]，然而，Nb元素的添加对TiAl-Nb合金平衡相组成和凝固路径转变的影响，至今没有得到充分的报道。……