Ti2AlNb基合金多向等溫鍛造組織與力學(xué)性能研究.pdf

1、Ti2AlNb基合金具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能,是極具競(jìng)爭(zhēng)力的輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料,有望替代現(xiàn)役高密度鎳基高溫合金應(yīng)用于制備航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤、壓縮機(jī)等要求高斷裂韌性和高強(qiáng)度的零部件。然而,鑄態(tài)及熱等靜壓態(tài)合金顯微組織粗大,室溫強(qiáng)度及塑性較低、高溫變形困難等因素一直制約著Ti2AlNb基合金的發(fā)展。
　　本文采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉及真空自耗電弧熔煉法制備Ti-22Al-23(Nb,Mo,V,Si)合金鑄錠,并對(duì)其進(jìn)行熱等靜壓處理;基于熱

2、壓縮模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用多向等溫鍛造工藝細(xì)化合金顯微組織、提高合金熱加工性能,結(jié)合包套軋制技術(shù)制備細(xì)晶板材。本文重點(diǎn)研究了Ti-22Al-23(Nb,Mo,V,Si)合金的高溫變形機(jī)制、熱加工過(guò)程中組織的演變規(guī)律及力學(xué)性能變化。
　　熱等靜壓態(tài)Ti-22Al-23(Nb,Mo,V,Si)合金顯微組織粗大,其B2相晶粒尺寸為2-4mm,B2相基體上分布著α2相及O相板條,950℃、1×10-3s-1變形變形條件下,延伸率為53.7％,

3、高溫?zé)峒庸ば阅懿睢＝?jīng)三步等溫鍛造后,合金顯微組織細(xì)化效果顯著,850℃、8×10-4s-1變形條件下具有最優(yōu)延伸率(651.6%),可見(jiàn),具有優(yōu)異的低溫超塑性變形能力;三步等溫鍛造合金850℃應(yīng)變速率敏感指數(shù)為0.39,750-900℃溫度范圍內(nèi)變形激活能為295kJ/mol,合金低溫超塑性變形機(jī)制為伴隨位錯(cuò)蠕變的晶界滑移。三步等溫鍛造合金室溫力學(xué)性能優(yōu)異,室溫屈服及抗拉強(qiáng)度分別為1233MPa和1234MPa,延伸率為3.8%。

4、>　　本文采用Mo、Fe、V等強(qiáng)β相穩(wěn)定元素替代部分Nb元素,開(kāi)發(fā)了名義成分為Ti-22Al-14(Nb,Mo,Fe,V,Si)的Ti-Al-Nb三元系合金,隨后采用多向等溫鍛造及包套軋制技術(shù)制備了尺寸為1410×677×2.7mm3的細(xì)晶板材,軋態(tài)合金950℃、1×10-3s-1條件下變形時(shí),延伸率可達(dá)908%,具有優(yōu)異的超塑性變形能力;軋態(tài)合金經(jīng)1000℃/1h/WQ+650℃/1h/WQ熱處理強(qiáng)化后,650℃的屈服強(qiáng)度從536MP