钛铝合金是一种金属间化合物，密度小于钛合金，使用温度大于700℃，在航空航天高温部件上具有重要的应用前景。本书系统总结了不同种类钛铝合金的热变形行为，获得了成形工艺窗口，为优化塑性成形工艺奠定基础。同时系统总结了钛铝合金超塑压缩与超塑拉伸变形机理，可为钛铝合金钣金成形提供技术基础，以”钛铝合金热变形行为与机理”为题，重点介绍了钛铝合金应用现状、组成相特点、热变形行为、多道次锻造工艺、超塑变形机理等，专业度较高。

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国家重点研发计划项目极端服役条件用轻质耐高温部件高通量评价与优化设计，编号2021YFB3700009，首席科学家

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 TiAl合金的分类 1
1.2 TiAl合金的成分特点 3
1.2.1 晶体结构 3
1.2.2 常用合金化元素及其作用 4
1.3 TiAl合金的组织特点 7
1.3.1 相组成特点 7
1.3.2 组织特点 9
1.3.3 四种组织的力学表现 10
1.4 TiAl合金的变形特点 12
1.4.1 γ、α2和βo/β的滑移系 12
1.4.2 γ相的位错反应 15
1.4.3 γ和α2相的机械孪生 17
1.4.4 温度和取向对变形机制的影响 21
1.4.5 长程堆垛有序结构 27
1.5 TiAl合金的应用 30
1.5.1 航空领域的应用 30
1.5.2 其他领域的应用 30
参考文献 31
第2章 胞状反应对TiAl合金力学行为的影响 39
2.1 胞状反应机理 39
2.1.1 元素扩散主导的晶界迁移机理 39
2.1.2 晶界迁移的驱动力 42
2.1.3 相变 44
2.1.4 类珠光体结构稳定性 48
2.2 拉伸变形行为 50
2.2.1 室温/高温变形行为 51
2.2.2 全片层组织、T-T组织和T-B组织的断裂机制 56
iv 钛铝合金的胞状反应与变形行为
2.3 片层和类珠光体组织的变形机制 58
2.3.1 片层组织的室温变形机制 58
2.3.2 类珠光体组织的室温变形机制 60
2.3.3 片层组织在750℃的变形机制 61
2.3.4 类珠光体组织在750℃的变形机制 63
2.3.5 片层组织在800℃的变形机制 65
2.3.6 类珠光体组织在800℃的变形机制 65
2.4 组织-强度/塑性关系 66
2.4.1 片层与类珠光体的差异 66
2.4.2 全片层组织低塑性的原因 67
2.4.3 类珠光体形貌的影响 68
2.4.4 TWIP和DJD效应 68
2.4.5 TWIP&DJD效应的温度依赖性 71
2.4.6 非均匀硬化/强化效应 72
2.4.7 利用类珠光体调控力学性能 74
2.5 提高TiAl合金强塑性的组织设计策略 75
参考文献 76
第3章 TiAl合金的高温变形力学行为及组织演化 81
3.1 单道次高温塑性变形时的力学行为 81
3.1.1 流动曲线 81
3.1.2 加工硬化与动态软化 87
3.1.3 本构模型 92
3.2 单道次高温变形过程中的动态再结晶与相变 96
3.2.1 动态再结晶动力学 96
3.2.2 动态再结晶机制 100
3.2.3 相变规律 107
3.2.4 其他类型的组织演化 110
3.3 多道次塑性变形过程中的静态/亚动态再结晶与相变 113
3.3.1 静态/亚动态再结晶 113
3.3.2 固态相变 115
参考文献 117
第4章 TiAl合金的多道次锻造 122
4.1 塑性变形加工图 122
4.1.1 经典塑性变形加工图理论 122
4.1.2 不同TiAl合金的变形加工图 124
4.1.3 新型塑性变形加工图 128
4.2 多道次锻造工艺设计 130
4.2.1 单向多道次锻造 130
4.2.2 换向多道次锻造 134
4.3 锻后热处理 137
4.3.1 组织均匀化调控 137
4.3.2 残余βo 相的分解 137
4.4 典型部件的精密锻造 139
参考文献 142
第5章 TiAl合金的高温超塑变形行为 144
5.1 超塑性TiAl合金的制备及超塑性 144
5.1.1 超塑性TiAl合金的制备 144
5.1.2 TiAl合金的超塑性 147
5.2 TiAl合金的超塑性流变与动力学行为 150
5.2.1 超塑性及高温蠕变动力学 150
5.2.2 超塑变形机制及速率控制方程 150
5.2.3 超塑拉伸流变行为及动力学 152
5.3 超塑拉伸变形显微组织演化 160
5.3.1 超细晶(α2+γ)组织的TiAl合金 160
5.3.2 细晶(α2+γ)组织的TiAl合金 162
5.3.3 β/B2 相对TiAl合金超塑变形显微组织演化的影响 166
5.4 TiAl合金超塑变形机制 169
5.4.1 超细晶(α2+γ)组织 169
5.4.2 细晶(α2+γ)组织 169
5.4.3 β/B2 相对TiAl合金超塑变形机制的影响 171
参考文献 174
第6章 TiAl合金的高温蠕变过程 177
6.1 蠕变曲线 177
6.1.1 γ-TiAl和β 凝固TiAl合金蠕变行为差异 178
6.1.2 应力和温度对TiAl合金蠕变行为的影响 179
6.1.3 合金元素对TiAl合金蠕变行为的影响 181
6.2 TiAl合金蠕变动力学 183
6.2.1 γ-TiAl合金蠕变动力学 183
6.2.2 β 凝固TiAl合金蠕变动力学 184
6.2.3 扩散蠕变 185
vi 钛铝合金的胞状反应与变形行为
6.3 蠕变过程中片层组织的分解 186
6.3.1 α2/γ片层组织的平行分解 187
6.3.2 α2/γ片层组织的垂直分解 188
6.3.3 垂直分解析出的βo相对平行分解的影响 193
6.3.4 片层中βo析出对ωo形核的影响 195
6.3.5 胞状反应 200
6.4 蠕变过程中的βo→ωo相变 201
6.4.1 温度对ωo相析出的影响 201
6.4.2 合金元素对ωo相析出的影响 201
6.4.3 蠕变时间对ωo相析出的影响 202
6.4.4 βo→ωo相变机制 204
参考文献 205
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