熱處理和焊接工藝對新型Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Nb系鈦合金組織和性能的影響.pdf

1、為滿足航天三院某型號要求，新近研發(fā)了一種新型近α型鈦合金。對于該種全新成分的鈦合金，本文研究了其傳統(tǒng)熱處理工藝下可以獲得的金相組織，研究了由固溶處理和高溫時效處理組成的雙重熱處理對合金組織結構的影響。研究了退火和其他熱處理工藝下新型鈦合金的力學性能。研究了電子束焊接和氬弧焊工藝對合金焊接結構力學性能的影響。
　　使用金相法測定了新型鈦合金的β相變點為1005℃~1010℃。在雙相區(qū)固溶后在α相區(qū)退火能夠獲得雙態(tài)組織，在β相區(qū)內固溶

2、可以獲得魏氏組織。在雙相區(qū)固溶后繼續(xù)在雙相區(qū)時效能夠有效控制新型鈦合金的顯微組織和各相含量。固溶和時效溫度均可以影響等軸α相的含量，但以固溶溫度影響為主。時效溫度和時間可以影響條狀α相形態(tài)和含量。對組織結構的有效控制可能使合金獲得不同的力學性能。
　　高溫力學性能試驗表明新型鈦合金具有較好的高溫拉伸性能。隨著溫度升高，材料的強度降低明顯，但強度降低的速度隨著溫度的升高是不斷減小的。材料的屈強比隨溫度的變化并沒有出現(xiàn)明顯的變化。當溫

3、度達到650℃時，材料仍能保持590MPa的屈服強度。對新型鈦合金進行了高溫短時蠕變性能試驗。隨著溫度升高，材料的蠕變性能不斷降低。當溫度達到650℃，性能急劇下降。當試驗應力為450MPa時，600℃以下的試樣在試驗1小時后仍未發(fā)生斷裂，延伸率僅為2.2％。而650℃的兩片試樣在25分鐘和26分鐘時就已斷裂。
　　室溫拉伸性能試驗結果表明，退火能夠微量提高新型鈦合金的強度（小于10%），但是也會導致材料塑性微量減小（小于10%）

4、。雙態(tài)組織、魏氏組織和固溶時效組織強度均大大超過合金原始態(tài)組織和退火組織。雙態(tài)組織和固溶時效組織能夠提高合金塑性，但魏氏組織塑性極差。
　　采用電子束焊接后的鈦合金焊接試片，室溫焊態(tài)下的抗拉強度、延伸率較高，空氣爐退火后拉伸強度變化不大，延伸率降低；高溫下隨著溫度的升高，延伸率增高，拉伸強度及屈服強度降低。采用手工氬弧焊的鈦合金焊接試片，常溫拉伸強度與延伸率較高，真空退火后拉伸強度變化不大，延伸率有所降低；高溫下隨著溫度的升高，延