TB8钛合金拥有较高的比强度、优异的冷成形性、较高的抗氧化机能和优良的抗侵蚀机能，在航空航天等领域得到了利用[1~3]！。但是，作为一种高强度的亚稳β型钛合金[4]，因β不变元素含量较高而拥有较高的变形抗力，使其超塑性成形受到限度[5，6]！。

TB8钛合金也拥有肯定的超塑性成形机能[7，8]！。影响钛合金超塑性的重要成分有应变速度、变形温度和组织结构等[9~11]！。显微组织为两相组织的合金拥有更优的超塑性，由于第二相能在变形过程中阻止母相晶粒的过度长大，母相也能阻止第二相长大[12]！。在TB8钛合金拉伸变形时析出的α相能克制晶粒过度长大，又能在肯定水平上使基体组织产生应变集中而破碎，使晶粒细化[13,14]，从而提高其超塑性！。因而在变形前对合金进行预时效处置，在晶界和晶内能均匀弥散析出肯定量的α相！。为了深刻钻研TB8钛合金的超塑行为，本文对拉伸试样进行预时效处置以改善其变形前的微观组织，钻研预时效温度和功夫对TB8钛合金显微组织、超塑性以及拉伸后组织的影响！。

1、尝试步骤

尝试用热轧态TB8钛合金棒材的名义成分为Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si(wt.%)，其相变温度为820℃，化学成分列于表1！。

TB8钛合金拉伸试样的尺寸如图1所示！。使用SANS-CMT4104电子全能拉伸机进行超塑性拉伸尝试！。在高温拉伸之前对尝试组试样进行分歧制度的预时效处置，预时效温度别离为400、440、480、520、560、600、640℃，保温功夫别离为0.5、1、2、4h，预时效工艺实现后空冷！：
：：阌Ρ渌俣瘸苄岳斐⑹缘奈露任840℃，应变速度为10^-3s^-1[8]！。试验前将水石墨涂抹在夹具螺纹处，以预防试样与夹具高温时产生烧结！。钛合金在高温下极易氧化而天生氧化膜粉碎其超塑性，因而涂抹型号为Ti-1的玻璃防护氧化剂，在室温下天然干燥1h！。将电阻炉升温到设定温度后放入试样保温15min，待受热均匀后起头拉伸，试样拉断后立即取出水冷以保留其高温组织！。

2、了局和分析

2.1预时效对TB8合金显微组织的影响

时效对合金的影响，重要是在肯定的温度和功夫领域内使过饱和固溶体产生脱溶和晶格沉淀，从而在过饱和固溶体中逐步析出第二相，使合金得到越发不变的两相组织！。图2给出了TB8合金经分歧预时效制度处置后的SEM组织！。对比原始组织(图2a)可见，预时效对TB8合金的显微组织有显著的影响！。预时效温度重要影响合金中α相的含量和描摹！。预时效温度为480℃时在亚稳β相中析出藐小颗粒的α相，但是由于原子活动能力较低α相绝大部门荟萃在畸变能较高的β相界处，部门β晶粒并没有析出α相(图2b)！。当预时效温度提高到520℃时原子的扩散迁徙率增大，脱溶速度加快，诱导畸变能较低的晶粒产生脱溶相析出！。此时可见绝大部门亚稳β相的晶界和基体处均匀弥散析出α相颗粒，不仅使过饱和β相向平衡状态转变，并且藐小的α相颗粒在变形过程中的钉扎故障位错活动，从而提高了合金的超塑性！。其时效温度进一步提高至560℃时，合金的显微组织产生显著的转变(图2d)，在β相左近析出团状α相！。这不仅引起β相固溶体成分的扭转，并且α转变相和原始β相已经达到成分和数量的平衡，形成区别于母相其他区域的胞状脱溶区，即不陆续脱溶景象！。预时效功夫重要影响TB8钛合金中过饱和β相的巨细和脱溶相的含量及颗粒度的巨细！。在固溶初始阶段过饱和固溶体先在滑移面和晶界等能量较高处析出，产生非均匀脱溶，可见脱溶相荟萃在β相界处，而β基体部门根基未产生脱溶景象！。随着时效功夫的耽搁过饱和固溶体进一步陆续均匀脱溶，β相基体起头均匀析出藐小α相，藐小的α相均匀散布在晶体内部和晶界处(图2c)！。随着时效过程进一步进行晶界和滑移面上的陆续非均匀脱溶物已经长大，在晶界两侧形成了无析出相区，同时基体部门的陆续均匀的脱溶物起头粗化，溶质浓度已经贫化，并陪伴着β相晶粒的再结晶长大景象！。这批注，已经产生了过期效(图2e、f)！。

2.2预时效对TB8钛合金超塑性的影响

TB8钛合金在预时效温度为520℃、分歧预时效功夫后进行参数为840℃、10-3s-1的超塑性拉伸试验后的描摹，如图3所示！。对比未进行预时效的拉伸试验了局能够发现，预时效推进了超塑性的提高！。 其原因是，预时效使试样中的α相均匀弥散析出！。

弥散析出的第二相使TB8钛合金拥有更高的塑性，阐发出更高的伸长率！。对比图3中各试样拉断后的伸长率可见，在时效温度一样的前提下，随着时效功夫的增长伸长率先增大后减小！。时效功夫为1h时达到峰值点，δmax为362%！。重要原因是，在预时效功夫超过肯定值后，时效功夫进一步耽搁则产生过期效，使伸长率降落！。

以峰值点的预时效功夫1h为最佳预时效功夫，分歧预时效温度的试样进行参数为840℃、10-3s-1的超塑性拉伸试样的描摹，如图4所示！。对比力低温度(440℃)的预时效工艺和未进行预时效处置试样的拉伸了局(图4中3号试样)，能够看出，在较低温度预时效处置试样的伸长率反而有所降落！。这批注，并不是拉伸试验前所有的预时效处置都能提高TB8钛合金的超塑性！。其原因是，预时效析出的第二相(α相)的数量不及和弥散度不均匀，在超塑性拉伸时弥散度不高的第二相不及以使基体组织的晶粒显著细化，且较低的预时效温度使析出的第二相晶粒较小，在肯定水平上使强度提高而使塑性降低，了局是伸长率降落[15]！。

由此可见，只有藐小的显微组织能力提高资料的强度、塑性和超塑性[16]！。

当预时效温度高于440℃时所有预时效试样的伸长率都高于未经过预时效处置的试样，且随着预时效温度的提高其伸长率阐发出先提高后降低的趋向！。预时效温度为520℃的试样伸长率达到峰值点，高达362%！。比未进行预时效工艺时的伸长率提高了将近一倍，且超过了预时效温度为840℃、应变速度为10-4s-1超塑性拉伸试验时的伸长率[8]！。预时效温度超过520℃时拉伸试验后的伸长率起头降落，由于随着预时效温度的提高析出的第二相已经长大，在拉伸变形过程中不及以对基体产出应变集中而割裂基体大晶粒，不能使基体组织细化！。这批注，520℃是预时效工艺的较佳温度！。

2.3预时效对TB8钛合金超塑性拉伸后组织的影响

分歧预时效温度TB8钛合金试样超塑性拉伸前的组织如(图5a、b、c)所示，超塑性拉伸后断口部位的组织如图5d、e、f所示！。？Ｄ芄豢闯，随着预时效温度的提高拉伸前显微组织中弥散析出的α相含量增多、尺寸增大，预时效温度为520℃的晶粒最藐小，伸长率最高！。超塑性拉伸后断口组织的等轴度逐步提高，预时效温度为520℃的晶粒最藐小(图5e)，均匀直径约为20μm！。此前提下的等轴组织的晶粒度等级，达到8.5级[17]！。当预时效温度超过520℃后超塑性拉伸后的伸长率起头降落，断口组织的晶粒尺寸起头增大(图5f)，但是等轴晶粒的巨细还比力均匀，未出现组织恶化的景象！。这批注，在肯定预时效温度领域内析出的第二相晶粒固然在肯定水平长大，但是由于均低于再结晶温度晶粒的长大并不显著！。

预时效温度为520℃、预时效功夫分歧的试样拉伸尝试后断口的组织，如图6所示，图6a、b、c是超塑性拉伸前的显微组织！。？Ｄ芄豢闯，随着预时效功夫的耽搁过饱和固溶体陆续均匀脱溶而β相基体起头均匀析出藐小α相，藐小的α相均匀散布在晶体内部和晶界处(图6b、c)！。预时效功夫为1h的试样拉伸后断口组织为等轴组织且晶粒显著细化，产生了显著的动态再结晶景象(图6e)！。在该前提下伸长率最高原因有：
：：一是预时效后析出的第二相在超塑性拉伸过程中使基体组织细化而诱发更高的伸长率；另一方面，第二相的数量和弥散度足以诱发TB8钛合金的最佳超塑性，基体β相称轴度最好、晶粒度最小，藐小的第二相颗粒均匀弥散散布！。随着预时效功夫的耽搁，拉伸断口组织的晶粒显著增大(图 6f)！。这批注，较长的预时效功夫不能产生得到藐小的拉伸断口组织和更高的延长率，由于较长功夫的预时效使析出第二相的数量过多，在超塑性拉伸过程中故障了晶界滑动和扩散蠕变[18]，使伸长率降低和拉伸试验实现后断口组织的晶粒较大！。

3、结论

(1)预时效温度影响合金中α相的含量和描摹，预时效功夫影响TB8钛合金中过饱和β相的巨细和脱溶相颗粒度的巨细！。

(2)预时效处置后的试样在拉伸过程中产生分歧水平的动态再结晶，过饱和固溶体析出的α相在高温拉伸时能提高微观组织的晶粒度并克制β相的过度长大！。预时效温度肯定的试样断口组织的晶粒度随着功夫的增长先减小后增大；预时效功夫肯定的试样随着温度的提高断口组织的等轴度逐步提高，预时效温度为520℃的晶粒最藐小！。

(3)使TB8钛合金拥有最佳超塑性的预时效工艺参数：
：：预时效温度为520℃和预时效功夫为1h，伸长率高达362%，比预时效温度为840℃、拉伸参数为10-4s-1时的伸长率更高，提高了超塑性成形效能！。

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