BaZrO3/Al2O3复合模壳水化损毁机理及其对定向凝固 TiAl 合金的影响

作者：熊富豪 陈光耀 段保华 毛 露 张学贤 邹星礼 李重河

单位：1.上海大学材料科学与工程学院 省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室 上海市钢铁冶金新技术开发应用重点实验室 上海200072 2.上海市特种铸造工程技术研究中心 上海201605

关键词：锆酸钡/氧化铝复合模壳 铝酸钡 水化 钛铝合金 定向凝固

分类号：

出版年,卷(期):页码：2022,50(3):819-827

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20210485

摘要：

以BaZrO3 为面层材料和Al2O3 为背层材料，在1 600 ℃保温8 h 烧结制备BaZrO3/Al2O3 复合模壳。通过光学显微镜、X 射线衍射仪、扫描电子显微镜结合能谱仪等手段观察了面层与背层界面结合层水化前和水化后的物相与显微结构变化，分析了模壳内界面结合层的水化过程及损毁机理，并通过TiAl 合金定向凝固实验，研究了模壳损毁对定向凝固合金的影响。结果表明，模壳面层BaZrO3 与背层Al2O3 在高温烧结过程中，在界面结合处生成BaAl2O4；而BaAl2O4 在水化后生成Ba(AlO(OH)2)2、Ba2Al4(OH)16 和Ba3(Al(OH)6)2，导致晶粒体积变化破坏晶粒间结合力，引发模壳裂纹的生成而导致损毁。在定向凝固过程中，生成的裂纹会成为TiAl 合金熔体渗透的通道，而导致模壳出现熔体泄露，并进一步导致了定向凝固的TiAl合金铸件中杂晶的出现。

基金项目：

国家自然科学基金(52022054；51974181；52104305)；上海高校特聘教授(东方学者)岗位计划资助(TP2019041)

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