| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 论文的主要创新和贡献 | 第8-9页 |
| 物理量名称及符号 | 第9-14页 |
| 第1章 绪论 | 第14-35页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第14-15页 |
| 1.2 TiAl合金的研究现状 | 第15-22页 |
| 1.2.1 γ-TiAl的晶体结构及基本特性 | 第15页 |
| 1.2.2 TiAl合金的相图 | 第15-16页 |
| 1.2.3 TiAl合金的合金化 | 第16-18页 |
| 1.2.4 TiAl合金的组织与性能 | 第18-22页 |
| 1.3 TiAl基合金片层取向的控制 | 第22-28页 |
| 1.3.1 TiAl基合金的定向凝固 | 第22-23页 |
| 1.3.2 控制凝固路径法 | 第23-24页 |
| 1.3.3 籽晶法 | 第24-28页 |
| 1.4 TiAl基合金定向凝固制备技术 | 第28-32页 |
| 1.4.1 Bridgman定向凝固 | 第29页 |
| 1.4.2 悬浮区熔定向凝固 | 第29-30页 |
| 1.4.3 电磁冷坩埚定向凝固 | 第30-31页 |
| 1.4.4 电磁约束定向凝固 | 第31-32页 |
| 1.5 本文的选题背景和意义 | 第32-34页 |
| 1.6 本文研究内容 | 第34-35页 |
| 第2章 实验材料与实验方法 | 第35-45页 |
| 2.1 实验材料的选择与铸锭制备 | 第35-37页 |
| 2.1.1 合金成分的选择 | 第35-36页 |
| 2.1.2 铸锭和原始试棒的制备 | 第36-37页 |
| 2.2 电磁约束定向凝固设备 | 第37-39页 |
| 2.2.1 定向凝固设备 | 第37-38页 |
| 2.2.2 电磁约束定向凝固装置 | 第38-39页 |
| 2.3 电磁约束定向凝固实验 | 第39-41页 |
| 2.3.1 实验步骤 | 第39页 |
| 2.3.2 磁场强度的测量 | 第39-40页 |
| 2.3.3 温度梯度的测量 | 第40-41页 |
| 2.4 热处理 | 第41-42页 |
| 2.5 组织分析与定量测量 | 第42页 |
| 2.6 力学性能测试 | 第42-45页 |
| 2.6.1 室温拉伸 | 第42-43页 |
| 2.6.2 三点弯曲试验 | 第43-44页 |
| 2.6.3 断裂试样侧面和断口的观察 | 第44-45页 |
| 第3章 TiAl合金试样的电磁约束定向凝固 | 第45-58页 |
| 3.1 引言 | 第45页 |
| 3.2 电磁约束定向凝固基本原理 | 第45-47页 |
| 3.3 电磁约束定向凝固装置的设计 | 第47-50页 |
| 3.3.1 试样尺寸的确定 | 第47页 |
| 3.3.2 成形感应器 | 第47-49页 |
| 3.3.3 屏蔽罩 | 第49-50页 |
| 3.4 电磁约束定向凝固过程 | 第50-54页 |
| 3.4.1 成形感应器中的磁场分布及变化规律 | 第50-51页 |
| 3.4.2 屏蔽罩对磁场分布的影响 | 第51-52页 |
| 3.4.3 试样直径和熔区高度对温度梯度的影响 | 第52-53页 |
| 3.4.4 其他因素对电磁约束定向凝固的影响 | 第53-54页 |
| 3.5 不同尺寸TiAl合金的制备 | 第54-57页 |
| 3.5.1 12.5 mm试样的制备 | 第54-56页 |
| 3.5.2 16~20 mm试样的制备 | 第56-57页 |
| 3.6 小结 | 第57-58页 |
| 第4章 传统籽晶和准籽晶的制备及其片层稳定性 | 第58-82页 |
| 4.1 引言 | 第58-59页 |
| 4.2 传统籽晶的制备 | 第59-63页 |
| 4.2.1 传统籽晶的制备原理 | 第59-61页 |
| 4.2.2 籽晶的成分选择和制备 | 第61-62页 |
| 4.2.3 Ti-43Al-3Si籽晶热稳定性分析 | 第62-63页 |
| 4.3 准籽晶的制备 | 第63-69页 |
| 4.3.1 概念的提出及可行性分析 | 第63-65页 |
| 4.3.2 准籽晶成分选择 | 第65-66页 |
| 4.3.3 准籽晶的制备 | 第66-69页 |
| 4.4 准籽晶热稳定性分析 | 第69-80页 |
| 4.4.1 准籽晶的片层稳定性 | 第69-74页 |
| 4.4.2 热处理过程中的相和组织变化 | 第74-77页 |
| 4.4.3 热处理过程中的成分偏析和析出相 | 第77-80页 |
| 4.5 本章小结 | 第80-82页 |
| 第5章 TiAl合金定向全片层组织的制备 | 第82-112页 |
| 5.1 引言 | 第82页 |
| 5.2 非籽晶法定向凝固 | 第82-88页 |
| 5.2.1 宏观组织 | 第82-83页 |
| 5.2.2 固/液界面形貌 | 第83-85页 |
| 5.2.3 定向凝固区组织 | 第85-88页 |
| 5.3 传统籽晶法制备Ti-47Al合金定向全片层组织 | 第88-97页 |
| 5.3.1 不同尺寸试样的引晶过程 | 第89-92页 |
| 5.3.2 引晶过程中的凝固组织 | 第92-95页 |
| 5.3.3 抽拉速率对引晶过程的影响 | 第95-97页 |
| 5.4 准籽晶法制备Ti-48Al-(Nb, Cr)合金定向全片层组织 | 第97-105页 |
| 5.4.1 4822 合金定向全片层组织的制备 | 第97-100页 |
| 5.4.2 4861 合金定向全片层组织的制备 | 第100-102页 |
| 5.4.3 准籽晶法引晶机理及应用前景 | 第102-105页 |
| 5.5 电磁约束定向凝固过程中晶体生长的影响因素 | 第105-110页 |
| 5.5.1 熔区形状及其稳定性 | 第105-107页 |
| 5.5.2 固/液界面形状 | 第107-108页 |
| 5.5.3 流场和溶质场 | 第108-110页 |
| 5.6 小结 | 第110-112页 |
| 第6章 引晶过程中的溶质再分配及相选择 | 第112-134页 |
| 6.1 引言 | 第112页 |
| 6.2 定向凝固过程中的溶质再分配 | 第112-116页 |
| 6.2.1 Bridgman定向凝固过程 | 第113-115页 |
| 6.2.2 区熔定向凝固过程 | 第115-116页 |
| 6.2.3 电磁约束定向凝固 | 第116页 |
| 6.3 电磁约束定向凝固过程中的溶质再分配 | 第116-122页 |
| 6.3.1 稳态时的溶质浓度分布 | 第116-119页 |
| 6.3.2 过渡区内的溶质再分配 | 第119-122页 |
| 6.4 引晶过程中的溶质再分配及其对相选择的影响 | 第122-133页 |
| 6.4.1 溶质再分配对准籽晶法定向凝固的影响 | 第123-125页 |
| 6.4.2 传统籽晶法定向凝固过程中的溶质再分配 | 第125-127页 |
| 6.4.3 溶质再分配对传统籽晶法定向凝固的影响 | 第127-133页 |
| 6.5 本章小结 | 第133-134页 |
| 第7章 定向全片层组织的力学性能 | 第134-156页 |
| 7.1 引言 | 第134页 |
| 7.2 Ti-47Al合金定向全片层组织的室温拉伸性能 | 第134-141页 |
| 7.2.1 不同取向定向全片层组织的室温拉伸性能 | 第134-136页 |
| 7.2.2 片层取向对裂纹扩展路径及断口形貌的影响 | 第136-141页 |
| 7.3 4822 合金定向全片层组织的室温拉伸性能 | 第141-144页 |
| 7.3.1 不同取向定向全片层组织的室温拉伸性能 | 第141-143页 |
| 7.3.2 片层取向对裂纹扩展路径及断口形貌的影响 | 第143-144页 |
| 7.4 不同取向定向全片层组织的断裂机制 | 第144-148页 |
| 7.5 Ti-47Al合金定向全片层组织的断裂韧性 | 第148-154页 |
| 7.5.1 三点弯曲试验 | 第148-150页 |
| 7.5.2 裂纹扩展路径及断口形貌 | 第150-152页 |
| 7.5.3 P-取向定向全片层组织的增韧机理 | 第152-154页 |
| 7.6 本章小结 | 第154-156页 |
| 结论 | 第156-158页 |
| 参考文献 | 第158-169页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第169-170页 |
| 致谢 | 第170-171页 |
