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TiAl基纳米晶合金的制备及力学性能研究的中期报告
1.研究背景
TiAl基合金因其质轻、高强、高温等优异性能，被广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。然而，由于其存在的某些缺陷，如低塑性、易开裂、高温变形失稳等问题，限制了其应用范围和性能的发挥。为克服这些问题，研究人员采用纳米晶化、合金微量元素掺入等方法来改善其力学性能。因此，本研究旨在制备TiAl基纳米晶合金，并研究其力学性能。
2.研究方法
（1）制备TiAl基纳米晶合金
采用球磨-热处理法制备TiAl基纳米晶合金，具体步骤如下：
第一步，将Ti、Al粉末按质量比Ti：Al=2：1混合，加入球磨罐中，并加入一定量的球磨介质球，进行球磨。
第二步，对球磨后的粉末进行烧结，采用真空感应熔炼-等轴凝固法制备成坯料，再进行加热退火处理，形成纳米晶合金。
（2）测试纳米晶合金的力学性能
采用万能试验机测试纳米晶合金的拉伸性能、硬度和断裂韧性等指标。同时，通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等手段观察其晶体结构和断口形貌。
3.研究进展
目前，已成功制备出纳米晶TiAl基合金，并进行了初步的力学性能测试。结果表明：纳米晶TiAl基合金具有较高的硬度，但其拉伸强度和断裂韧性仍需进一步提高。
通过SEM观察可知，纳米晶TiAl基合金的晶粒尺寸在10-50nm之间，且分布均匀。TEM观察发现晶界的特征尺寸在1-2nm范围内。断口形貌图像显示断口出现少量的拉伸条纹，且出现了明显的晶界滑移。
4.研究展望
基于以上初步实验结果，下一步将继续针对纳米晶TiAl基合金进行热处理，通过控制退火条件来优化其晶体结构，同时研究微量元素掺入的影响。另外，还将进一步分析纳米晶合金的变形机理。预计这些研究将有助于提高TiAl基合金的力学性能，提升其应用价值。