半固態(tài)鍛造Ti-7Cu合金組織及力學(xué)性能研究.pdf

1、鈦合金具備比強度高、耐腐蝕性好、耐熱性高等優(yōu)點因而在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，鈦合金正向著高性能化、低成本化的方向發(fā)展。其中，鈦合金半固態(tài)加工技術(shù)是研究的重點之一。本文以Ti-7Cu合金為對象，研究了合金半固態(tài)加工溫度、變形量與微觀組織及其性能間的規(guī)律性關(guān)系。主要研究結(jié)果表明：
　　較常規(guī)鍛造，Ti-7Cu合金半固態(tài)加工過程中，由于液相的協(xié)調(diào)變形機制，合金的變形抗力得到有效的減小，Ti-7Cu合金表現(xiàn)出較好的可鍛性；鍛造溫度為1

2、000℃與1050℃時，所得鍛件表面光滑，無明顯的裂紋。隨著鍛造溫度的升高，晶粒尺寸呈現(xiàn)長大趨勢，且主要以合并長大和Ostwald熟化機制生長；另一方面，隨著變形量的增加，動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生，晶粒細化。同時，在Ti-7Cu合金半固態(tài)鍛造過程中，由于液相在晶界發(fā)生偏聚，并在冷卻過程中發(fā)生共析反應(yīng)，使Ti2Cu相產(chǎn)生晶界偏析。變形溫度對液相的積聚及Ti2Cu相的偏析有很大的影響。隨著鍛造溫度的增加，晶界析出的Ti2Cu相明顯增多，大量液相偏聚在

3、能量較低的晶界處，最終析出條狀Ti2Cu，粗化了晶界。
　　力學(xué)性能研究結(jié)果表明：半固態(tài)鍛造后Ti-7Cu合金的拉伸強度明顯提高，但塑性下降。隨著鍛造溫度的升高，Ti2Cu析出相數(shù)量增加并在晶界發(fā)生偏析。試樣晶內(nèi)位錯在析出相表面纏結(jié)、釘扎產(chǎn)生了強化作用，使合金的強度升高；此外Ti2Cu為硬質(zhì)相，位錯的聚集與釘扎產(chǎn)生應(yīng)力集中，易萌生裂紋，導(dǎo)致塑性下降。常規(guī)鍛造合金在拉伸過程中表現(xiàn)出典型的穿晶斷裂模式，斷口以細小韌窩為主；半固態(tài)鍛造時