TiAl合金的密度較低、比強(qiáng)度和比模量高以及高溫抗蠕變和抗氧化性能優(yōu)異,還具有良好的物理性能和特殊的力學(xué)和機(jī)械性能,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)及航空航天等領(lǐng)域[1~3] 但是,TiAl金屬間化合物的室溫塑性和斷裂韌性不足[4,5] 電流凝固技術(shù)因無(wú)污染和操作簡(jiǎn)便,受到了極大的關(guān)注[6~14] 國(guó)內(nèi)外學(xué)者用電流控制金屬和合金的凝固過(guò)程,如低熔點(diǎn)金屬純Al及其合金以及Pb-Sn等合金,較高熔點(diǎn)的金屬如鑄鐵及高溫合金等,取得了一定的效果[15~24] 結(jié)果表明,電流不但使晶粒細(xì)化和減小枝晶間距,還能提高定向凝固過(guò)程中的界面穩(wěn)定性和控制其晶體取向[25~32] Cr-Nb系TiAl基合金具有良好的塑性和強(qiáng)度,是較為成熟的TiAl基合金 控制TiAl基合金的片層取向以及片層取向的比例,可提高其室溫塑性 本文施加脈沖電流進(jìn)行高熔點(diǎn)、高活性的亞包晶Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb基合金的定向凝固,研究脈沖電流對(duì)其凝固組織和力學(xué)性能的影響并探討組織演變的機(jī)理 1 實(shí)驗(yàn)方法 使用水冷銅坩堝和真空感應(yīng)熔煉爐（ISM）熔煉實(shí)驗(yàn)用材料Ti-45.5Al-4Cr-2.5Nb(原子分?jǐn)?shù),%),用線切割從TiAl合金鑄錠切取直徑為19 mm長(zhǎng)度為130 mm的圓柱形料棒,料棒與底托通過(guò)燕尾連接 將Y2O3粉末與釔溶膠混合制備的涂料刷涂于料棒底端,再將陶瓷管緩慢套在料棒外,從頂端倒入Y2O3粉末填充陶瓷管與料棒之間的空隙,在料棒頂端同樣刷涂涂料,將直徑為2 mm的Nb絲一端與YS9000DH型輸出電源正極連接,另一端系在料棒上端裸露區(qū)域,同時(shí)將另一端與電源負(fù)極連接,插入Ga-In液中 實(shí)驗(yàn)原理,如圖1所示 定向凝固實(shí)驗(yàn)：用真空泵將爐內(nèi)氣壓抽至5 Pa以下,然后充入Ar氣至300 Pa,重復(fù)該過(guò)程3次,最后充Ar氣使?fàn)t內(nèi)氣壓保持在300 Pa 打開(kāi)高頻電源加熱料棒至設(shè)定溫度,保溫5 min后打開(kāi)脈沖電流開(kāi)關(guān),使凝固過(guò)程中脈沖電流持續(xù)通過(guò)熔化的TiAl合金料棒,啟動(dòng)抽拉系統(tǒng) 抽拉至預(yù)設(shè)長(zhǎng)度時(shí),關(guān)閉高頻電源加熱系統(tǒng)和脈沖電流電源 圖1 圖1在連續(xù)凝固過(guò)程中加載脈沖電流的示意圖 Fig.1Schematic diagram of loading pulse current in continuous solidification process 將從定向凝固試棒上線切割的試樣打磨,采