TC21合金高溫變形及熱處理行為研究.pdf

1、TC21鈦合金以其高強(qiáng)、高韌于一體的綜合優(yōu)異性能被廣泛的應(yīng)用在眾多領(lǐng)域。而在高溫變形過程中,合金組織經(jīng)常會受高溫及低應(yīng)變速率的影響而聚集長大,使得組織晶粒粗化而影響性能。如何通過合適的手段來解決TC21合金熱加工后依然保持良好的組織結(jié)構(gòu)有著重要的意義。
　　本論文運(yùn)用 Gleeble-3500熱模擬試驗機(jī)對 TC21鈦合金試樣(在變形溫度為870℃~990℃,應(yīng)變速率為0.001s-1~10s-1的變形條件下)進(jìn)行等溫壓縮變形試驗

2、,通過得到的數(shù)據(jù)來分析材料的變形情況。將壓縮后的試樣進(jìn)行雙重退火熱處理以期得到綜合性能較好的網(wǎng)籃組織,研究了雙重退火中各級退火對顯微組織的影響,具體的研究內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)計算出熱變形激活能Q值和流動應(yīng)力的本構(gòu)方程,算出的Q遠(yuǎn)大于純α鈦和純β鈦合金的自擴(kuò)散能,同時建立了TC21合金等溫壓縮過程中動態(tài)再結(jié)晶的動力學(xué)模型,并對模型進(jìn)行了驗證,結(jié)果表明建立的模型具有較高的精度。
　　(2)本課題中,對

3、經(jīng)過等溫壓縮變形后的合金進(jìn)行金相分析,結(jié)果顯示,TC21合金對變形溫度和應(yīng)變速率比較敏感,在870~990℃進(jìn)行壓縮時,能夠發(fā)現(xiàn)組織有發(fā)生再結(jié)晶、回復(fù)等軟化機(jī)制的現(xiàn)象。初生α相的組織含量和形貌受溫度和速率的影響明顯。
　　(3)熱處理時發(fā)現(xiàn),壓縮溫度在雙重退火熱處理對高溫變形后的TC21鈦合金組織的影響中起著重要作用,當(dāng)壓縮速率不變時,升高壓縮溫度,顯微組織開始轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂谢旌辖Y(jié)構(gòu)的雙態(tài)組織;當(dāng)變形溫度達(dá)到β單相區(qū),組織形貌轉(zhuǎn)變?yōu)榫?/p>

4、織緊密的網(wǎng)籃組織。
　　(4)升高第一次退火溫度,初生α相明顯減少而次生α相析出量增加,β轉(zhuǎn)變組織中交錯排列的次生α條使得合金強(qiáng)度增大,塑性降低;第二次退火溫度主要對合金的精細(xì)結(jié)構(gòu)或亞結(jié)構(gòu)有影響,隨著第二次退火的升高,細(xì)小彌散的次生α相不斷長大粗化,合金強(qiáng)度不斷降低。
　　(5)綜合研究發(fā)現(xiàn),TC21鈦合金在Tb-50℃第一次退火能夠消除高溫壓縮時產(chǎn)生的各種內(nèi)應(yīng)力,且組織接近網(wǎng)籃組織;在590℃附近進(jìn)行的第二次退火中,得到了