熱處理對TC21合金超塑性變形后顯微組織的影響.pdf

1、TC21合金是我國自主研發(fā)的新型鈦合金，經(jīng)過適當(dāng)?shù)葴劐懺旒盁崽幚砜色@得高強(qiáng)韌的網(wǎng)籃組織，具有較好的損傷容限性。已有研究表明TC21合金具有優(yōu)良的超塑性，但其在超塑性成形過程中，尤其高溫及低應(yīng)變速率下組織會發(fā)生聚集長大，組織不同于等溫鍛造，而TC21合金從超塑變形到熱處理過程的組織演變規(guī)律尚未明確，超塑性變形后的組織能否通過熱處理得到高強(qiáng)韌性的組織亟待研究。
　　本文對TC21合金進(jìn)行超塑性變形，再通過不同的熱處理制度對超塑性變形后

2、的組織進(jìn)行改善，研究了TC21合金的超塑性變形行為和熱處理對其顯微組織的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　(1)采用恒應(yīng)變速率法對 TC21合金進(jìn)行超塑性變形，研究超塑性變形過程的流變應(yīng)力行為及顯微組織演變規(guī)律，建立相關(guān)流變應(yīng)力數(shù)學(xué)模型。
　　TC21合金在超塑性變形過程中組織發(fā)生明顯動態(tài)再結(jié)晶，隨著變形溫度的升高，或應(yīng)變速率的降低，α相含量逐漸減少，動態(tài)再結(jié)晶晶粒發(fā)生聚集長大，合金延伸率降低；當(dāng)應(yīng)變速率較低，變形溫度較高

3、時，流變應(yīng)力曲線趨于平穩(wěn)，軟化機(jī)制以動態(tài)回復(fù)為主，材料表現(xiàn)出較好的超塑性。通過計(jì)算推導(dǎo)得到TC21合金兩相區(qū)超塑性變形激活能和應(yīng)力指數(shù)分別為329.20 kJ/mol和2.3677；采用Arrhenius模型建立了合金流變應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)方程，并通過1stOpt軟件進(jìn)行修正，最大誤差為11.22％，平均誤差為3.51%。
　　(2)對 TC21合金超塑性變形后的組織進(jìn)行三重?zé)崽幚?，研究熱處理參?shù)對TC21合金超塑性變形后組織的影響。

4、
　　第一重?zé)崽幚頊囟葘C21合金最終組織中的晶界α相產(chǎn)生影響。隨著第一重?zé)崽幚頊囟壬?，長條晶界α相增多，較為粗大筆直；當(dāng)?shù)谝恢責(zé)崽幚頊囟仍谙嘧凕c(diǎn)附近時，最終組織析出的晶界α相較少。熱處理過程析出的次生α相隨著第二重?zé)崽幚頊囟鹊纳呋蚶鋮s速率的降低而尺寸增大，呈針狀；二次生α相隨第三重?zé)崽幚頊囟鹊纳叨执螅划?dāng)冷卻速率較慢時(爐冷)，α相呈集束片狀在晶界和晶粒內(nèi)析出，顯微組織為粗大魏氏體組織；當(dāng)冷卻速率較快時，得到長條針狀馬氏