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熱處理工藝對(duì)TC11鈦合金組織及性能的影響
發(fā)布時(shí)間：
2022-07-25
來(lái)源：
前言：研究了熱處理溫度和冷卻方式對(duì)初始組織為等軸組織的TC11鈦合金顯微組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,對(duì)于TC11鈦合金,在空冷條件下,隨熱處理溫度的升高,等軸α相含量逐漸減少;當(dāng)熱處理溫度超過(guò)980℃,合金開(kāi)始發(fā)生組織形態(tài)的改變,由初始的等軸態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?β雙態(tài)組織,隨溫度的繼續(xù)升高,等軸組織完全轉(zhuǎn)變成片層狀組織;熱處理溫度在980℃以上時(shí),隨冷卻速度的增加,β轉(zhuǎn)變組織的片層厚度逐漸減小,冷卻速度較快時(shí)(水冷),形成淬火馬氏體。拉伸試驗(yàn)研究表明,熱處理溫度為980~1020℃,空冷(或油冷)條件下,得到的組織具有較好的高溫綜合力學(xué)性能,其中熱處理溫度在980~1000℃之間得到的組織由于等軸α相含量約為50%,具有最佳的力學(xué)性能。
TC11合金在不同熱處理?xiàng)l件下的顯微組織分析
中文摘要：運(yùn)用金相顯微鏡對(duì)TC11合金試樣在不同熱處理?xiàng)l件下進(jìn)行了顯微組織觀測(cè),并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了分析.經(jīng)過(guò)不同熱處理后得到的TC11合金的顯微組織有明顯差異.950℃加熱保溫1 h空冷,再加熱到550℃保溫4h空冷,得到的顯微組織為少量塊狀的α相、β相及細(xì)小的α相;經(jīng)950℃加熱保溫1 h后油冷,再加熱到550℃保溫4 h空冷,得到的顯微組織為細(xì)針狀的α相和β相.
TC11鈦合金的高溫變形行為及熱處理工藝對(duì)合金組織性能的影響
王金惠
【摘要】：TC11鈦合金是500℃以下熱強(qiáng)性最好的合金,具有比強(qiáng)度高、中溫性能好、耐腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn),在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,主要用于制造壓氣機(jī)盤(pán)、葉片、環(huán)形件和緊固件等零件以及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。本論文借助光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、能譜分析儀、透射電子顯微鏡、拉伸力學(xué)性能測(cè)試以及熱模擬試驗(yàn)等手段研究了TC11鈦合金的高溫變形行為及熱處理工藝對(duì)合金組織性能的影響,獲得如下主要研究結(jié)果：(1)采用熱/力壓縮模擬試驗(yàn),研究了TC11鈦合金的熱變形行為。分析了熱變形參數(shù)對(duì)該合金高溫塑性變形過(guò)程中流變應(yīng)力的影響,并結(jié)合熱壓縮變形的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,求得了合金高溫變形的材料常數(shù),建立了合金高溫變形流變應(yīng)力本構(gòu)方程。結(jié)果表明：該合金變形抗力隨著變形溫度的升高而降低,隨應(yīng)變速率的增加而升高；隨著變形溫度的升高,合金流變應(yīng)力軟化的幅度在降低,對(duì)應(yīng)的峰值應(yīng)變?chǔ)舙逐步減小,材料開(kāi)始發(fā)生動(dòng)態(tài)軟化的時(shí)間也隨之減小。(2)研究了TC11鈦合金高溫塑性變形過(guò)程中的變形機(jī)制,分析了合金熱變形條件與變形組織間的關(guān)系。結(jié)果表明：TC11鈦合金在α+β相區(qū)變形時(shí),其軟化機(jī)制主要以動(dòng)態(tài)再結(jié)晶為主；在β相區(qū)變形,主要軟化機(jī)制是以動(dòng)態(tài)回復(fù)為主,應(yīng)變速率較高時(shí)伴隨有一定程度的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶；隨著應(yīng)變速率的減小α相尺寸逐漸增大,所占的比例逐漸減少；隨著變形溫度的升高初生α相逐漸粗化,并轉(zhuǎn)變?yōu)棣孪?所占比例有所降低。(3)采用正交試驗(yàn)研究了固溶溫度、固溶時(shí)間、時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間4個(gè)因素對(duì)TC11鈦合金室溫力學(xué)性能和顯微組織的影響。結(jié)果表明：固溶溫度對(duì)合金的室溫強(qiáng)度和塑性影響最大,時(shí)效時(shí)間次之,固溶時(shí)間、時(shí)效溫度的影響不顯著；隨著固溶溫度的升高,合金的強(qiáng)度水平逐漸下降,延伸率和斷面收縮率則先升高后下降,960℃時(shí)可獲得最高的塑性；隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),合金強(qiáng)度先降低后升高,時(shí)效4小時(shí)時(shí)可獲得最高的強(qiáng)度,合金的塑形則逐漸上升,達(dá)到一定時(shí)間后基本保持不變,6小時(shí)和8小時(shí)都可獲得高塑性；采用960℃/30min(AC)+530℃/8h(AC)的熱處理制度,TC11鈦合金可以得到最優(yōu)的強(qiáng)塑性組合,其性能為抗拉強(qiáng)度1140MPa,屈服強(qiáng)度1048 MPa,伸長(zhǎng)率18.72%,斷面收縮率54.90%。(4)對(duì)經(jīng)不同工藝熱處理后的TC11鈦合金試樣進(jìn)行高溫拉伸測(cè)試,結(jié)果表明：隨固溶溫度的升高,抗拉強(qiáng)度升高,屈服強(qiáng)度基本不變,而延伸率和斷裂伸縮率則先升高后降低；隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),抗拉強(qiáng)度下降,而延伸率和斷裂伸縮率反而升高。TC11鈦合金經(jīng)960℃,30min+560℃,8h熱處理后,可獲得最優(yōu)的高溫拉伸性能,在500℃高溫拉伸后的力學(xué)性能為σb=805 MPa,σ0.2=667MPa,δ=22.09%,Ψ=69.67%。
【關(guān)鍵詞】：TC11鈦合金高溫壓縮正交試驗(yàn)高溫拉伸力學(xué)性能顯微組織熱處理
鈦合金,壓縮,顯微組織,熱處理
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