C、B與Y對BT20鈦合金組織與性能的影響.pdf

1、本文以BT20鈦合金為基體合金，向該基體合金中添加合金化元素C、B與Y，采用WK-Ⅱ型水冷銅坩堝非自耗鎢極電弧爐熔煉BT20-C，BT20-B，BT20-Y， BT20-C-Y以及 BT20-B-Y多種成分的鈦合金。利用OM，SEM，電子萬能實驗機等分析測試方法，研究合金化元素C、B與Y對BT20鈦合金組織與性能的影響。
　　組織分析表明：C、B與Y加入到BT20鈦合金中，組織中將析出TiC相， TiB相和Y2O3相。C含量低于0

2、.2％時，C將全部固溶到合金基體中，組織中未析出 TiC相。C含量高于0.4%，合金中析出條狀形貌的共晶 TiC。少量 B引入到合金中，凝固組織中有不規(guī)則的TiB晶須。BT20-Y合金中Y含量的較低時， Y2O3相呈細小的等軸形貌，隨Y增多，部分Y2O3相演變?yōu)闂l狀形貌。C、B與Y的引入均可細化BT20鈦合金的β晶粒，C和B是通過在β-Ti固液界面前沿富集形成成分過冷而致使β晶粒細化；Y是通過改變熔體性質而實現(xiàn)β晶粒細化。BT20鈦合金

3、中同時加C和Y后，組織中析出TiC相和Y2O3相，Y的存在可細化共晶TiC。Y2O3相后于TiC相析出，部分Y2O3相依附在TiC相上。同時加B和Y后，合金中析出TiB相和Y2O3相，Y2O3相可依附在先析出的TiB生長。
　　經(jīng)C、B與Y合金化后，BT20鈦合金顯微組織的基本特征并未發(fā)生根本變化，仍然為網(wǎng)籃組織。C和B幾乎不會改變α片層的尺寸，但使組織中α集束特征變得不明顯。Y對合金中α集束和α片層的影響大于C和B的影響，Y的引

4、入可顯著細化α片層，Y含量達到1%，α片層的平均尺寸降低到約0.3μm。
　　對合金性能研究顯示：添加C或B均可提高BT20合金的屈服強度和維氏硬度，而合金的抗壓強度和壓縮率均隨 C或 B含量增加呈先增加后降低的趨勢，在C含量為0.6%時合金的抗壓強度達到峰值，為1607.3MPa，強度的增加伴隨著塑形的降低。B含量為0.1%時，合金的抗壓強度和壓縮率達到峰值，分別為1545.3MPa和11.34%。Y加入后，合金的塑性變形能力得