Ti-Fe-Cu-C合金組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、鈦及其合金具有低密度、高強(qiáng)度以及良好的塑性等優(yōu)異的力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。近些年，低成本高強(qiáng)度鈦合金成為國(guó)內(nèi)外研究領(lǐng)域的重要課題。根據(jù)報(bào)道，Ti-Fe系合金在室溫壓縮測(cè)試中呈現(xiàn)出超過(guò)2GPa的強(qiáng)度以及良好的塑性變形。本文以Ti-Fe-Cu-C合金為研究對(duì)象，通過(guò)加入少量C元素，進(jìn)一步優(yōu)化合金組織提高合金的力學(xué)性能，制備了系列Ti-Fe-Cu-C合金，研究了合金鑄態(tài)以及熱軋態(tài)等條件下的組織和力學(xué)性能。
　　本實(shí)驗(yàn)采用非自耗真空

2、熔煉設(shè)備制備合金，采用X射線衍射儀、光學(xué)金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡以及透射電子顯微鏡等設(shè)備對(duì)該系列合金的相組成、組織形貌、結(jié)構(gòu)以及斷口形貌進(jìn)行檢測(cè)分析，采用 INSTRON-5982萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)合金的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。
　　首先，鑄態(tài)Ti95-x(Fe96.83C3.17)xCu5(x=10，15，20，25 at.％)系列合金中，合金的組織為以β-Ti固溶體為主，其次為T(mén)iFe化合物，以及由于C元素的添加形成一定含量的富鈦型Ti

3、C。在壓縮測(cè)試中，Ti70(Fe96.83C3.17)25Cu5和Ti75(Fe96.83C3.17)20Cu5合金展現(xiàn)出極高的屈服強(qiáng)度分別為1962和1918MPa。Ti80(Fe96.83C3.17)15Cu5和Ti85(Fe96.83C3.17)10Cu5合金均超過(guò)3GPa的極限斷裂強(qiáng)度，分別為3013和3090MPa，以及良好的相對(duì)壓縮率，分別為25.57%和35.30%。
　　其次，對(duì)Ti90(Fe96.83C3.17)

4、5Cu5合金在900℃、850℃、800℃溫度軋制變形，合金組織基體為β-Ti，隨著軋制溫度的降低，逐漸析出球形的α相，TiC在合金熱變形后呈現(xiàn)出尺寸在2um左右較為細(xì)小的圓形顆粒。拉伸測(cè)試中，隨著軋制溫度的降低，合金的斷裂強(qiáng)度由893MPa增加到1289MPa和1282MPa，塑性變形由無(wú)塑性變形到1.5%和1.89%的延伸率。對(duì)900℃軋制的合金樣品在650℃保溫30min短時(shí)退火發(fā)現(xiàn)，晶界處析出等軸狀α相，拉伸斷裂強(qiáng)度增加到146