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04.02.2020

Microstructure, Densification and Mechanical Properties of Ti-22Al-25Nb Alloy Fabricated by Spark Plasma Sintering

Zeitschrift:
Journal of Materials Engineering and Performance
Autoren:
Jianbo Jia, Hailiang Liu, Zhigang Yang, Weijin Peng, Yan Xu, Yue Yang, Junting Luo
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

The present study deals with the preparation of the powder metallurgy (P/M) Ti-22Al-25Nb (at.%) alloys with fine microstructure from pre-alloyed powders by spark plasma sintering (SPS). The SPS process was carried out at temperatures ranging from 950  to 1200 °C with pressures range of 35-80 MPa for 10-20 min followed by furnace cooling. The effects of SPS parameters on the microstructure, densification, phase composition and mechanical properties of the P/M Ti-22Al-25Nb alloys were discussed. The results revealed that all the SPS alloys were composed of B2 grains and O phases in the B2 grain interior, and a small amount of α2 phase mainly distributed along B2 grain boundaries. The P/M Ti-22Al-25Nb alloy sintered at 950 °C/80 MPa/10 min exhibited the best combination of mechanical properties at room temperature with the elongation, yield strength and tensile strength of 9.38%, 933.57 and 990.01 MPa, respectively. In addition, the fracture mechanism at room temperature of the P/M Ti-22Al-25Nb alloy sintered at 950 °C/80 MPa/10 min was determined to be a mixed fracture mechanism with a combination of brittle fracture and ductile fracture.

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