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显微组织对TC11钛合金锻件力学机能的影响

颁布功夫: 2021-08-31 11:17:42    浏览次数:

TC11合金属于马氏体型的α+β型热强钛合金,其名义成分为Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si!!!K涤斜惹慷雀撸形禄芎茫颓质椿芎茫偾慷却蟮壤妫铱扇却χ们炕侵谱骱娇辗⑵鸹哐寡蛊桃约耙镀鹊闹匾柿希脖挥糜谥谱鞣苫系闹匾辛Σ考1,2] !!!:辖鹉诓孔橹龆似渥钪盏氖褂没埽侠淼淖橹枘∽楹峡珊艽笏缴细纳谱柿系牧ρЩ躘3] !!!1疚耐ü杓品制绲娜燃庸ぜ叭却χ霉ひ栈竦昧朔制绲南晕⒆橹枘。暄蟹治隽讼晕⒆橹TC11钛锻件室温拉伸机能的影响!!!

钛锻件

1、试验资料与步骤

试验用资料为西部钛业有限责任公司出产的TC11钛合金棒材,相变点为1005℃~ 1010℃!!!J匝橛迷柿贤ü制绲娜燃庸せ蛉却χ霉ひ罩迫》制绲南晕⒆橹枘。允窘鹣嘧橹们质醇廖10%HF+30%HNO3 +70%H2O,侵蚀后在Stemi2000型显微镜进行组织观察,并利用Image-ProPlus软件进行初生α相含量定量表征 ;;;随后进行室温拉伸机能测试,拉伸试样按GB/T228-2002《金属资料室温拉伸试验步骤》加工成Φ5mm的尺度试样并在1185型资料试验机上进行试验!!!

2、试验了局及会商

2.1 α p 对TC11力学机能的影响

11.jpg

图1为不一致轴α p 含量的TC11退火态组织,经Image-ProPlus软件进行初生α p 相含量定量表征,等轴α p 相含量顺次为 :44%、39%、32%、40%!!!4油1能够看出,H1、H2、H3初生α p 相含量呈递减趋向;;;H4等轴α p相含量与H2大体相当,但其尺寸、散布存在差距!!!2试样内部α p 晶粒尺寸均匀一致,而H4试样内部存在显著的“双套组织”,及存在两种尺寸级此外等轴α晶!!!!!!

22.jpg

图2给出了H1、H2、H3三种TC11锻件室温拉伸机能与等轴α p 相含量的对应关系!!!S赏2能够看出,随着等轴α p 相含量的增长,资料的强度降低,塑性略微升高!!!U馐怯捎谒孀抛柿夏诓康戎幡 p 相含量的增长,β转变体含量削减,以至α/β相界面含量降落,对于位错的钉扎作用减弱,降低了资料的强度,并提升了资料的塑性 ;;;别的,随着等轴α p 含量的增长,资料内部的合金元素分配效应加剧,意味

着此时β转变体内部α片层的Al含量降低,导致β转变体强度的降落,进而导致整体强度的降落,而由于资料的塑性不受屈服行为的影响,重要取决于α晶团的巨细!!!R蚨辖鹪胤峙湫вΧ杂谒苄缘挠跋旒刃4];;;最后,随着等轴α p 相含量的增长,资料的变形协调性增长,以至塑性略微增长!!!U馊叩淖酆嫌跋斓贾滤孀诺戎幡 p 相含量的增长,资料的强度降低,塑性略微升高!!!

表1则给出了H2与H4的室温拉伸机能比力!!!4颖1能够看出,H4试样的屈服强度、延长率显著优于H2,抗拉强度及端面收缩率根基相当!!!4酉晕⒆橹治隹芍琀4试样的晶粒均匀尺寸要小于H2试样,凭据Hall-Petch公式 :

σ=σ 0 +kd^(-1/2)可知,均匀晶粒尺寸越小!!!,资料的屈服强度越高!!!U馐怯捎诖耸本Ы绲氖吭龀ぃ贾挛淮硪贫钡淖枇υ龃螅沟媒鹗舻谋湫慰沽υ龀 ;;;另一方面,均匀晶粒尺寸的减小意味着晶粒数主张增长,以至资料的塑性变形能够分散到更多的晶粒内进行,使得资料的变形协调性上升,以至延长率提高!!!

表1?一致轴αP晶粒尺寸TC11钛合金锻件室温拉伸机能

编号Rm/MPaRp0.2/MPaA/%Z/%
H21017/992906/87616.5/16.046/51
H41016/998917/89418.5/19.045/52

2.2 次生片层α相对TC11力学机能的影响

图3中H5、H6为统一退火温度经分歧冷却介质冷却后的显微组织!!!>璉mage-ProPlus软件进行初生α p 相含量定量表征,α p 相含量大体相当,约为30%,晶粒尺寸约为14.8μm!!!4油3能够看出,H5、H6试样次生片层α相状态存在显著差距,H5试样中次生片层α相呈短棒状,长宽比力小!!!;;;H6试样次生片层为藐小的针状,长宽比高于H5试样!!!

33.jpg

表2则给出了H4与H5的室温拉伸机能比力!!!4颖2能够看出,H6试样的强度显著优于H5试样,但其延长率及断面收缩率略有降落!!!

表2 TC11 钛合金锻件室温拉伸机能

编号Rm/MPaRp0.2/MPaA/%Z/%
H51077/1085951/95816.0/17.041/46
H61165/11511001/99613.5/17.039/43

在α p 含量肯定的情况下,β转变体比例也随之固定!!!

从几何学角度来讲,一样体积下,球形理论积最小!!!K孀纽伦涮迥诓喀疗阍酵牙氲戎嶙矗闯た肀仍酱螅馕蹲牌淅砺刍急纫苍礁撸嘟缑嬉菜嬷龀ぁ!!!O嘟缑娑杂谖淮淼亩ぴвο薅攘宋淮碓诰ЯD诓康幕疲贾铝宋淮硪贫钡淖枇υ龃螅沟媒鹗舻谋湫慰沽υ龀ぃ佣沟米柿锨慷壬仙苄越德洹!!!

3、结论

(1)随着α p 相含量的增长,资料的强度降低,塑性略微升高 ;;;等轴α p 相均匀晶粒尺寸的降低有利于提高资料的强塑性!!!

(2)随着次生片层α相长宽比升高,资料的强度上升、塑性降落!!!

参考文件:

[1] 赵民权,董健!!!.固溶温度对TC11合金组织和机能的影响[J].金属热处置,2015,40(04):139-141.

[2] 姚梦,刘勇,朱景川.TC11钛合金双重热处置工艺设计[J].热处置技术与设备,2016,37(05):65-70.

[3] 颜茜,舒鑫柱,祝菲霞,等.TC11钛合金4种典型组织静态力学机能对比钻研[J].云南大学学报(天然科学版),2016,38(01):99-104.

[4] J.C.Williams著.雷霆译.钛[M].北京 :冶金工业出版社,2011.

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