【摘要】：BT-25鈦合金是由前蘇聯(lián)開發(fā)的一種以α相為主的馬氏體型α+β兩相鈦合金。試驗數(shù)據(jù)表明,它具有較高的熱穩(wěn)定性和熱強性,其名義成分為Ti-6.5Al-2Mo-1Zr-1Sn-1W-0.2Si,中國牌號為TC-25。通過添加合金元素錫(Sn)和高熔點的鎢(W),使BT-25鈦合金的熱強性和耐熱性得到很大提升,并且延長了使用壽命。BT-25鈦合金具有較好的高溫力學(xué)性能,在500℃以下工作時間可達(dá)6000 h,在550℃達(dá)3000 h,因此適用于制造航空發(fā)動機壓氣機零件。為了獲得綜合性能良好的飛機零件,本文通過改變固溶溫度與冷卻速度來達(dá)到控制合金顯微組織的目的,因為鈦合金中顯微組織是決定鈦合金性能的關(guān)鍵因素,經(jīng)過熱處理的顯微組織中α相和β相的形態(tài)、尺寸及體積分?jǐn)?shù)都隨著熱處理工藝的輕微改動而變化很大,使得鈦合金的顯微組織存在多樣性。本文通過金相顯微鏡、掃描電鏡及顯微硬度儀等測試手段對比分析了不同固溶溫度(990℃、1000℃、1010℃、1020℃)熱處理對鈦合金棒材顯微組織的影響;從單相β相區(qū)以不同冷卻速率(0.1℃/s、1℃/s、10℃/s、50℃/s)降至室溫時所獲得的不同組織并對以上的不同組織進(jìn)行拉伸性能測試,探討了BT25合金棒材顯微組織與拉伸性能間的對應(yīng)關(guān)系。兩相鈦合金的機械性能及變形能力很大程度上依賴于其顯微組織,而細(xì)晶的等軸組織具有較好的室溫塑性和疲勞性能,但是由于鈦合金片狀組織過于穩(wěn)定無法同鋼一樣通過循環(huán)退火得到晶粒細(xì)小的等軸組織,因此研究兩相鈦合金通過熱變形的方式獲得等軸化組織以及片狀α相分解規(guī)律和是非常必要的。本文采用B?hr DIL805A/D高精度差分膨脹儀,先將具有不均勻等軸組織的改鍛組織轉(zhuǎn)變成具有相同片層厚度的片層組織,通過單向熱壓縮試驗對BT25鈦合金片狀組織進(jìn)行變形量為20%,40%和60%,變形溫度為940℃,應(yīng)變速率分別為0.1s-1,0.01s-1,0.001s-1的熱壓縮實驗。然后通過OM,SEM和Image-Pro Plus軟件觀察分析經(jīng)過熱壓縮后的組織,最后得出熱變形過程中片狀組織向等軸組織轉(zhuǎn)變的規(guī)律,獲得并分析了真應(yīng)力一真應(yīng)變曲線。熱壓縮真實應(yīng)力一應(yīng)變曲線表現(xiàn)出的軟化主要是由形變促進(jìn)相變和動態(tài)再結(jié)晶導(dǎo)致的。通過對熱壓縮后顯微組織的觀察分析發(fā)現(xiàn),變形程度對BT25鈦合金片層組織的等軸化過程有重要影響。隨著變形量的增大,動態(tài)再結(jié)晶晶粒的體積分?jǐn)?shù)增加,片層組織等軸化的程度增加。當(dāng)應(yīng)變速率在0.001s-1~0.1s-1區(qū)間時,應(yīng)變速率越慢,試樣的等軸化程度越高。最后得出BT25鈦合金的等軸化兩種規(guī)律:(1)β相楔入α片層內(nèi)亞晶界或動態(tài)再結(jié)晶等軸晶粒晶界,將α片層分解成若干小片層,小片層再通過原子擴散實現(xiàn)等軸化;(2)平行于壓應(yīng)力方向上,由于失穩(wěn),片狀α相發(fā)生片層彎折,過大的彎折使α片層分解成若干小片層,小片層再通過原子擴散實現(xiàn)等軸化。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.23

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