Ti-15-3合金組織性能及裂紋的研究.pdf

1、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al合金是美國(guó)Timet公司在20世紀(jì)80年代初研究開發(fā)的一種亞穩(wěn)定β鈦合金，該合金具有很好的冷軋和冷成形能力，它作為亞穩(wěn)β型鈦合金以其優(yōu)良的加工性能和潛在的應(yīng)用能力而成為最有前途的鈦合金之一。 本文研究了不同熱處理制度對(duì)Ti-15-3合金性能的影響規(guī)律，重點(diǎn)研究了時(shí)效后所析出α相的形貌對(duì)合金性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，合金中析出的α相越細(xì)小越均勻，合金的強(qiáng)度就會(huì)越高，但塑性會(huì)越低，且α相先從晶界開

2、始析出。在低溫時(shí)效時(shí)，α相會(huì)隨著時(shí)效溫度的增加變得粗大且數(shù)量增多，而且析出的α相會(huì)以擇優(yōu)生長(zhǎng)方向生長(zhǎng)，α相之間相互成60°夾角。在高溫(接近相變點(diǎn)760℃)時(shí)效時(shí)，時(shí)效溫度越高析出的α相越少且越細(xì)小。無(wú)論在低溫時(shí)效還是在高溫時(shí)效，合金的強(qiáng)度都取決于α相的尺寸、分布和α相所占體積分?jǐn)?shù)。 本文還研究了該合金晶粒尺寸對(duì)性能的影響。結(jié)果表明，僅僅固溶處理后合金的強(qiáng)度和塑性隨著晶粒尺寸的增大而減小，而且屈服強(qiáng)度和晶粒尺寸符合Hall-Pe

3、tch關(guān)系。合金時(shí)效后α相隨原始β相晶粒尺寸的增大而變得細(xì)小、均勻，導(dǎo)致合金的強(qiáng)度增大，塑性降低。經(jīng)仔細(xì)分析時(shí)效后的顯微組織，得知合金的強(qiáng)度由晶粒尺寸和析出α相的大小、分布、數(shù)量共同決定。晶粒尺寸對(duì)合金強(qiáng)度的影響相對(duì)于析出α相對(duì)合金強(qiáng)度的影響較小，最終合金顯示出的強(qiáng)度只與時(shí)效制度有直接關(guān)系。 本文還探討了Ti-15-3合金中相鄰晶粒取向差對(duì)短裂紋萌生與擴(kuò)展的影響。結(jié)果表明，Ti-15-3合金中相鄰晶粒取向差在40°～60°占66