Cr、Nd元素對(duì)粉末冶金鈦合金組織與性能的影響研究.pdf

1、鈦合金因具有密度小，比強(qiáng)度高、工作溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在軍用和民用上都得到了廣泛應(yīng)用。例如在航空航天中，對(duì)鈦合金材料的性能需求日益苛刻，要求其具有較好的室溫力學(xué)性能、高溫力學(xué)性能、蠕變性、抗氧化性等，這就需要我們對(duì)鈦合金的性能進(jìn)行提升。本文對(duì)鈦合金中加入 Cr、Nd元素進(jìn)行研究，目的是在保持原良好性能的前提下，更進(jìn)一步提高其室溫抗拉強(qiáng)度及延伸率。其中稀土元素作為一種重要的添加劑，能夠吸收基體材料中的氧、碳、氮等雜質(zhì)元素同時(shí)凈化晶界，細(xì)化組

2、織，可以有效提高材料的性能。
　　本文通過(guò)致密度分析、金相分析、斷口分析、XRD分析、SEM分析、TEM分析等方法，對(duì)冷等靜壓（CIP）+真空燒結(jié)法制備（簡(jiǎn)稱(chēng) CIP法）的含 Cr、Nd元素的 Ti-6Al-4V合金進(jìn)行研究。在混料和制樣時(shí)，采用 Ar氣保護(hù)加入單質(zhì) Cr與Nd元素的方法。首先對(duì)TC4合金中加入1％-4%Cr元素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），研究不同含量的Cr元素對(duì)TC4合金的影響，目的是讓合金在原TC4的抗拉強(qiáng)度上得到提高。其次

3、，在不同固溶溫度、時(shí)效溫度對(duì)合金進(jìn)行熱處理，選擇合適的熱處理工藝并對(duì)熱處理后的合金進(jìn)行微觀分析。最后在Ti-6Al-4V-2Cr中加入稀土Nd元素，在熱處理后，研究 Nd元素對(duì)合金組份的影響并對(duì)組織細(xì)化效果進(jìn)行討論，通過(guò)高分辨透射電子顯微鏡對(duì)析出物進(jìn)行分析。結(jié)果表明：冷等靜壓280MPa保壓30分鐘再真空燒結(jié)制備的鈦合金組織較致密，并未發(fā)現(xiàn)有明顯的成分偏析情況。加入Cr元素后，隨Cr元素含量的升高，合金的抗拉強(qiáng)度明顯升高，而延伸率逐漸下

4、降，由于本研究的目的是為了提高材料的延伸率并兼顧抗拉強(qiáng)度，故選擇 Cr的加入量為2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），此時(shí)抗拉強(qiáng)度比未加入Cr元素時(shí)增強(qiáng)6.7%，抗壓強(qiáng)度為和延伸率分基本保持不變。在熱處理試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨著固溶溫度的升高，合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，在920℃時(shí)達(dá)到最高；在時(shí)效中，隨溫度從460℃開(kāi)始上升，合金抗拉強(qiáng)度明顯下降，但延伸率升高，結(jié)合本試驗(yàn)的目的，得出合適的熱處理工藝為：固溶920℃×50min（WQ）+時(shí)效460