形變熱處理對650-700℃短時高溫鈦合金組織性能的影響.pdf

1、高溫鈦合金耐熱、抗蠕變性能好、持久強度高，使得它在航空航天材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。其特殊的服役環(huán)境，要求材料在具有高溫抗拉強度的同時兼具高溫穩(wěn)定性和斷裂韌性。本文通過形變熱處理工藝消除晶內(nèi)缺陷，改善合金晶粒大小、組織形態(tài)、相比例等，以獲得良好的綜合力學(xué)性能。
　　采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉爐制備Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb-W-Si系短時用高溫鈦合金，通過兩火次多向鍛、單向鍛、一火次多向鍛制備三個鍛件，鍛造后組織由片層α與β轉(zhuǎn)變

2、相組成。對單向鍛后的鍛件進行軋制，得到厚度為3mm的板材，板材組織由針狀α+轉(zhuǎn)變β+晶界α相組成，板材與單向鍛合金在650℃時的高溫強度超過780Mpa，延伸率在5％-8%之間。板材室溫抗拉強度比單向鍛高47.7Mpa，700℃拉伸，單向鍛抗拉強度為630.87Mpa。多向鍛室溫拉伸強度超過1230Mpa，延伸率大于4.3%，但高溫強度低，700℃高溫強度不超過440Mpa。
　　采用計算法、連續(xù)升溫金相法、差示掃描分析法測定合金

3、相變點為1010℃。根據(jù)相變點制定合金熱處理工藝，兩相區(qū)固溶溫度：960℃，980℃，1000℃；單相區(qū)固溶溫度：1020℃。時效溫度：650℃，700℃，750℃。
　　研究了固溶溫度、固溶時間、冷卻方式以及時效溫度對合金組織的影響。結(jié)果表明：在兩相區(qū)進行熱處理，均得到雙態(tài)組織，單相區(qū)得到魏氏組織，由α相、轉(zhuǎn)變β相組成。隨著固溶溫度升高，初生α相體積分數(shù)減少，尺寸增大，在動態(tài)再結(jié)晶作用下，片層α相在原始β相晶界附近，或不同取向的

4、片層α相集束間等軸化，β轉(zhuǎn)變組織增多。組織受冷卻速率影響顯著，受固溶時間的影響不大。隨時效溫度升高，次生α相粗化。
　　對兩相區(qū)熱處理后的組織進行性能分析。結(jié)果表明：熱處理后板材與單向鍛的室溫與高溫延伸率明顯改善，650℃下，延伸率提高到21.77%。多向鍛高溫強度提高，700℃下，抗拉強度最高達到630Mpa。塑性變化與初生α相體積分數(shù)變化趨勢一致，強度變化與次生α相含量變化一致。一定數(shù)量的大尺寸初生α相與針狀次生α相配合，使合