添加少量錳能改善鈦鋁合金的室溫延性。本文則主要研究錳對鈦鋁合金塑性變形的影響，重點是就二元鈦鋁合金和添加錳的鈦鋁合金室溫塑性改善的幾種機制及可加工性進行討論。

　　一、實驗過程

　　TiAl及TiAl+2％Mn合金錠是在非自耗真空電弧爐中，于氬氣保護下熔煉的。試樣經(jīng)1100℃退火24h，退火后進行力學性能檢測，用線切割機從中切取2．9mm×0．4mm薄圖片。將薄圓片磨成0．1mm厚后，用雙噴技術(shù)制取透射電鏡樣品。再在H—800透射電子顯微鏡上進行觀察。操作電壓為200kV。

　　為了進行熱擠壓，加錳合金試樣經(jīng)線切割成d25mm的圓棒，用碳鋼進行包套。熱緞樣品為d6mm的小圓棒，亦用碳鋼包套后進行熱鍛。

　　二、結(jié)構(gòu)與討論

　　1、變形亞結(jié)構(gòu)

　　二元TiAl合金經(jīng)過輕微變形后，可觀察到具有柏氏矢量為d／2[110]的正常位錯。隨著變形量的增加，這些位錯以相互纏結(jié)的網(wǎng)狀出現(xiàn)并形成胞狀結(jié)構(gòu)，不會對理性變形產(chǎn)生重大作用。隨著變形量的進一步增加，則出現(xiàn)大量層錯偶極子，并且，這種層錯偶極子的密度會隨著塑性變形量的增加而增加。

　　在與此二元TiAl合金相同的變形條件下，TiAl+Mn三元合金的位錯亞結(jié)構(gòu)有三個顯著不同待征：其一是沒有觀察到層錯偶極子；其二是發(fā)現(xiàn)有大量的堆垛層錯帶；其三是有大量的孿晶。

　　Hug等人研究了超位錯的詳細分解情況，其中包括Ti54Al合金中的[101]型以及a／2[112]型。他們認為這些超位錯形成層錯偶極子，而這些層錯偶極子的層錯是外稟層錯，且其邊界是a／6[112]型不全位錯。然而我們的觀察和分析表明，在Ti50Al合金中所觀察到的層錯偶極子，是由a／6[112]型不全位錯包圍的內(nèi)稟層錯，并且所有觀察到的層錯偶極子都是在[111]滑移面上形成的。

　　一些前期研究工作認為，單相TiAl室溫脆性是由[011]和[101]型超位錯的某些部分被一種尚不清楚的機制釘扎造成的。這種釘扎形成高密度的層錯偶極子，包圍層錯的是1／6[112]型不全位錯。后來發(fā)現(xiàn)，在大約700℃左右被釘扎的超位錯克服其釘扎障礙，并且層錯偶極子消失，于是呈現(xiàn)出明顯的塑性。很顯然，TiAl金屬間化合物的塑性變形特性是與層錯偶極子緊密相關(guān)的。

　　正如上述實驗所指出的，少量Mn的添加可使層錯偶極子消失。造成這一現(xiàn)象的原因，主要是由于Mn的添加消除了室溫時對a／6[112]不全位錯的釘扎效應，從而增加了超位錯的可動性，使塑性得到了改善。

　　從堆垛層錯帶的襯度特征看、它們是屬于相互重迭層錯。當相互平行的(111)面上彼此近鄰的層錯相互重迭時，由于相鄰面上兩個層錯堆垛時的相角差是±2π／3，這就導致衍射條紋發(fā)生位移。這些相互迭蓋的堆垛層錯實際上是變形孿晶的胚胎，它們是由螺旋型孿生位錯源開動時形成的。

　　Mn的加入不僅降低了TiAl合金的堆垛層錯能，同時，增加了a／6[112]不全位錯的可動性。這些a／6[112]型位錯也是孿晶位錯。因此，孿晶對變形起到了重要作用，對塑性增加也作出了顯著貢獻。

　　2、加錳TiAl合金的加工性

　　通過加入2％左右的Mn可使TiAl合金的室溫塑性得到明顯的改善。為了考查加Mn合金的可加工性，我們對TiAl+2％Mn合金進行了高溫熱擠壓和熱銀實驗。實驗發(fā)現(xiàn)，在擠壓溫度為1100℃時，選擇合適的擠壓速度，在擠壓比小于6時，能夠得到?jīng)]有明顯裂紋的完好擠壓樣品。

　　實驗表明，在1100℃下熱鍛可以獲得變形過為28％而元表面裂紋的樣品。

　　從顯微組織可以看出，經(jīng)熱擠壓和熱鍛后TiAl+Mn合金的晶粒明顯被拉長了。此外，還可以看到部分回復和再結(jié)晶組織。