TB8冷軋板材的組織演化與力學(xué)性能研究.pdf

1、TB8鈦合金是一種高強(qiáng)鈦合金，由于具有良好的冷成型性能、耐蝕性能及熱處理工藝性能，可以用作航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)件和復(fù)合材料的基材。本文以 TB8合金為研究對象，系統(tǒng)地研究了軋制變形過程中的組織轉(zhuǎn)變及熱處理熱處理工藝對冷軋板材的組織和性能的影響。
　　研究了軋制變形對 TB8合金顯微組織、織構(gòu)演變及力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：隨著變形量的增加，晶粒細(xì)化，同時(shí)，冷軋變形量50％時(shí)，初始的{110}<001>織構(gòu)向α纖維織構(gòu)({112}<1

2、10>,{113}<110>)轉(zhuǎn)變，{113}<332>向{001}<110>織構(gòu)轉(zhuǎn)變，變形量增加至67%后，α纖維織構(gòu)增強(qiáng)，并出現(xiàn)γ纖維織構(gòu)，變形量達(dá)到83%時(shí)，γ纖維織構(gòu)進(jìn)一步增強(qiáng)。組織細(xì)化和織構(gòu)演變的協(xié)同作用，特別是α纖維織構(gòu)和γ纖維織構(gòu)增強(qiáng)使得板材的強(qiáng)度和硬度得以提高。
　　對變形量50%的TB8板材在不同溫度退火過程中的組織、性能轉(zhuǎn)變進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：750℃以下退火1h時(shí)，組織沒有發(fā)生再結(jié)晶轉(zhuǎn)變，主要織構(gòu)組分仍為{

3、001}<110>、{113}<110>、{112}<110>。退火過程中ω相和α相的析出及位錯(cuò)等亞結(jié)構(gòu)大量消失的協(xié)同作用使板材的抗拉強(qiáng)度隨退火溫度的升高出現(xiàn)降低—升高—降低的變化規(guī)律，塑性的變化與強(qiáng)度呈相反趨勢。分析了冷軋變形量50%的TB8板材在780℃不同時(shí)間退火時(shí)的再結(jié)晶過程。變形量50%的冷軋TB8板材再結(jié)晶的形核機(jī)制為亞晶合并機(jī)制。780℃的再結(jié)晶過程可用JMAK方程描述，Avirami指數(shù)為2.296，再結(jié)晶的激活能為21

4、1.08 KJ/mol。再結(jié)晶織構(gòu)的形成受“定向形核”和“定向生長”共同作用，冷軋板材形成的{113}<110>織構(gòu)有明顯的遺傳特性，再結(jié)晶織構(gòu)有沿{113}晶面擴(kuò)展形成面織構(gòu)的趨勢。探討了再結(jié)晶溫度以上組織的變化規(guī)律，再結(jié)晶晶粒的長大過程可用Sellars模型進(jìn)行描述，溫度區(qū)間為800℃至950℃退火10min至90min時(shí)，n的平均值為3.252，晶粒長大激活能平均值為186.56KJ/mol。再結(jié)晶晶粒長大后，織構(gòu)沿{113}晶面

5、進(jìn)一步擴(kuò)展形成了{(lán)113}織構(gòu)。退火溫度超過900℃時(shí)，板材性能顯著降低。
　　分析了不同固溶時(shí)效處理對TB8冷軋板材組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：TB8合金的性能對組織非常敏感。冷軋變形存在的結(jié)構(gòu)缺陷促進(jìn)了相變溫度以下固溶條件下晶內(nèi)α相的產(chǎn)生，形成的α相對時(shí)效過程中的組織轉(zhuǎn)變有顯著影響。α相的數(shù)量越多，尺寸越細(xì)小，利于獲得更好的強(qiáng)度與塑性。通過雙重時(shí)效處理，借助ω相的輔助成核作用，可顯著細(xì)化析出次生α相并提高其體積分