TC11鈦合金熱變形行為及其組織演變規(guī)律的研究.pdf

1、TC11鈦合金具有密度低、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、熱強(qiáng)性好的等特點(diǎn)，并兼有鋼和鋁合金等結(jié)構(gòu)材料的諸多優(yōu)良特性，使其為理想的航空材料。由于TC11鈦合金在熱加工變形過程中容易出現(xiàn)組織不均勻，內(nèi)裂紋、破裂或起皺等問題，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量。深入開展TC11鈦合金熱變形行為及其微觀組織結(jié)構(gòu)演化規(guī)律的研究對于理解TC11的變形機(jī)理具有重要的理論意義，同時(shí)為TC11的熱變形加工工藝的優(yōu)化提供理論參考依據(jù)。
　　本文選取了具有α/β片層組織的TC1

2、1鈦合金，對其在不同溫度(室溫～950℃)、變形速率(0.1s-1、0.01s-1、0.001s-1)以及變形量（10％～80％）下的進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了TC11鈦合金熱變形規(guī)律及組織演化。研究獲得如下結(jié)果。
　　室溫到950℃的壓縮實(shí)驗(yàn)表明，變形溫度在600℃～700℃時(shí)，材料開始出現(xiàn)流變應(yīng)力軟化現(xiàn)象，流變峰應(yīng)力隨壓縮變形溫度的增加而減小;當(dāng)變形溫度大于700℃時(shí)，流變峰應(yīng)力隨變形速率的增加而增加;熱激活能的計(jì)算表明，材料

3、在800℃的變形機(jī)理為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)控制的變形，850℃～900℃為孿生變形，950℃為擴(kuò)散控制的變形。
　　微觀組織結(jié)構(gòu)演化研究表明，變形溫度越高，應(yīng)變速率越低以及壓縮變形量越小，TC11越不容易萌生內(nèi)裂紋。在室溫～500℃下，變形組織被大量的局部化剪切帶剪切變形，并伴有部分片層被剪斷;在600℃～700℃下變形組織以剪切帶剪切和α/β片層彎折形式出現(xiàn)，并有α/β片層碎化組織出現(xiàn);在800℃～950℃下，變形組織均以α/β片層彎折帶出

4、現(xiàn)，并伴有大應(yīng)變的碎化組織?；讦?β片層的界面障礙強(qiáng)度與位錯(cuò)在界面的塞積應(yīng)力間的競爭關(guān)系，通過理論計(jì)算證明了所發(fā)現(xiàn)的低溫容易發(fā)生剪切帶變形，而高溫容易發(fā)生α/β片層彎折變形的規(guī)律。
　　600℃和950℃下壓縮變形樣品的EBSD分析表明，600℃的樣品α/β片層組織較穩(wěn)定，剪切變形區(qū)內(nèi)的α/β片層取向仍保持不變，伯格斯關(guān)系被輕度破壞;而950℃下變形的樣品組織不穩(wěn)定，大變形區(qū)內(nèi)的球化組織、α/β片層彎折組織及其碎化等軸組織的取向