Cr、Nd元素對粉末冶金鈦合金組織與性能的影響研究.pdf

1、鈦合金因具有密度小，比強度高、工作溫度范圍廣等優(yōu)點，在軍用和民用上都得到了廣泛應(yīng)用。例如在航空航天中，對鈦合金材料的性能需求日益苛刻，要求其具有較好的室溫力學(xué)性能、高溫力學(xué)性能、蠕變性、抗氧化性等，這就需要我們對鈦合金的性能進行提升。本文對鈦合金中加入 Cr、Nd元素進行研究，目的是在保持原良好性能的前提下，更進一步提高其室溫抗拉強度及延伸率。其中稀土元素作為一種重要的添加劑，能夠吸收基體材料中的氧、碳、氮等雜質(zhì)元素同時凈化晶界，細化組

2、織，可以有效提高材料的性能。
　　本文通過致密度分析、金相分析、斷口分析、XRD分析、SEM分析、TEM分析等方法，對冷等靜壓（CIP）+真空燒結(jié)法制備（簡稱 CIP法）的含 Cr、Nd元素的 Ti-6Al-4V合金進行研究。在混料和制樣時，采用 Ar氣保護加入單質(zhì) Cr與Nd元素的方法。首先對TC4合金中加入1％-4%Cr元素（質(zhì)量分數(shù)），研究不同含量的Cr元素對TC4合金的影響，目的是讓合金在原TC4的抗拉強度上得到提高。其次

3、，在不同固溶溫度、時效溫度對合金進行熱處理，選擇合適的熱處理工藝并對熱處理后的合金進行微觀分析。最后在Ti-6Al-4V-2Cr中加入稀土Nd元素，在熱處理后，研究 Nd元素對合金組份的影響并對組織細化效果進行討論，通過高分辨透射電子顯微鏡對析出物進行分析。結(jié)果表明：冷等靜壓280MPa保壓30分鐘再真空燒結(jié)制備的鈦合金組織較致密，并未發(fā)現(xiàn)有明顯的成分偏析情況。加入Cr元素后，隨Cr元素含量的升高，合金的抗拉強度明顯升高，而延伸率逐漸下

4、降，由于本研究的目的是為了提高材料的延伸率并兼顧抗拉強度，故選擇 Cr的加入量為2%（質(zhì)量分數(shù)），此時抗拉強度比未加入Cr元素時增強6.7%，抗壓強度為和延伸率分基本保持不變。在熱處理試驗中發(fā)現(xiàn)，隨著固溶溫度的升高，合金的抗拉強度和延伸率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，在920℃時達到最高；在時效中，隨溫度從460℃開始上升，合金抗拉強度明顯下降，但延伸率升高，結(jié)合本試驗的目的，得出合適的熱處理工藝為：固溶920℃×50min（WQ）+時效460