TC11鈦合金等溫相變行為及強韌化熱處理工藝.pdf

1、TC11鈦合金作為α+β型高溫鈦合金，可在500℃下長期使用，具有良好的熱強性，幾乎應(yīng)用于所有型號的航空發(fā)動機。α+β型鈦合金在實際熱加工過程中極易產(chǎn)生粗大的片狀魏氏組織，綜合性能差，限制了其服役性能。
　　對合金進行相圖熱力學(xué)計算，發(fā)現(xiàn)500℃以上，α相開始向β相轉(zhuǎn)變，但轉(zhuǎn)變速率很慢，700℃以上轉(zhuǎn)變速率加快，計算得到兩相達熱力學(xué)平衡時所對應(yīng)的溫度為994℃，從而確定了α→β相變的溫度區(qū)間，為熱處理工藝制定過程中溫度的選擇提供參

2、考依據(jù)。合金在700℃以上、相變點以下進行等溫相變實驗，得到700℃、800℃、900℃、950℃下相轉(zhuǎn)變達到平衡的時間分別為180 min、150 min、90 min、40min，并基于Avrami方程建立了不同溫度下α→β等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)模型，為熱處理工藝制定過程中時間的選擇提供依據(jù)。
　　依據(jù)熱力學(xué)與動力學(xué)研究結(jié)果，對合金進行單重熱處理，發(fā)現(xiàn)無法根本改變規(guī)則排列、取向一致的α片層，但可使組織在一定程度上碎化，單重熱處理可提高

3、合金的強度，但降低其塑韌性。對合金進行雙重熱處理，得到T1、t1、T2、t2四個變量對組織的影響，雙重熱處理可改善合金各項力學(xué)性能，995℃/60min/WQ+980℃/60min/AC為最優(yōu)工藝。合金經(jīng)5次循環(huán)熱處理后，室溫綜合性能最佳。
　　原始態(tài)合金的高溫拉伸力學(xué)性能：200-300℃時韌性最佳，600℃時塑性最好，400℃下塑性最差。200-600℃變形過程中，隨應(yīng)變量增加，加工硬化指數(shù)減小，合金的加工硬化行為可采用修正后

4、的Ludwik模型進行表達，與 Holloman關(guān)系中 n值相當?shù)募庸び不笖?shù)隨溫度的升高逐漸增加，這是由于溫度高使合金中β相的含量增多，導(dǎo)致合金的均勻塑性變形能力增強。原始態(tài)合金在試驗溫度范圍內(nèi)進行熱變形，軟化機制為動態(tài)回復(fù)。
　　不同熱處理態(tài)合金在500℃下的高溫拉伸性能：單重熱處理后，合金強度提高最大，塑性降低，綜合性能下降；雙重熱處理后，合金強度提高較大，塑性有所提高，綜合性能提高較大；循環(huán)熱處理后，合金強度有所提高，對塑