近α鈦合金由于高的比強(qiáng)度和良好的高溫性能等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件。Ti60鈦合金是中科院金屬所開(kāi)發(fā)的一種典型的近α型鈦合金,該合金能夠在600°C的高溫環(huán)境下長(zhǎng)期使用,是高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤(pán)件和葉片重要的候選材料之一。為了實(shí)現(xiàn)材料蠕變和疲勞性能的良好匹配,Ti60合金選用一種嚴(yán)格控制的雙態(tài)組織。該種組織的獲得過(guò)程中涉及到一系列的組織演變,包括冷卻過(guò)程中等軸初生α相（α_p）的長(zhǎng)大,冷卻過(guò)程中片狀α相（α_s）與晶界α相（GBα）的析出,以及熱機(jī)械加工過(guò)程中等軸α相與原始β相在高溫下的再結(jié)晶等。這些顯微組織演變規(guī)律的深入研究有助于更好地調(diào)控組織,為實(shí)際生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。因此,全面研究加工過(guò)程中Ti60合金組織的演變規(guī)律成為該合金工程應(yīng)用中亟待解決的問(wèn)題。本論文主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:通過(guò)光學(xué)顯微組織（OM）,背散射圖像（BSE）,電子背散射衍射（EBSD）以及電子探針顯微分析（EPMA）研究了不同冷卻速率下Ti60合金雙態(tài)組織中等軸α相的演變規(guī)律。結(jié)果表明,隨著冷卻速率的降低,等軸α相的晶粒尺寸,片狀α相的厚度,晶界α相的厚度... 

【文章來(lái)源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的主要鈦合金以及其性能要求[19]

圖 1-2 鈦合金最大使用溫度的發(fā)展[20]Fig. 1-2 Increase of maximum application temperatures of titanium alloy鈦合金在研發(fā)期間，三個(gè)重要發(fā)現(xiàn)對(duì)其發(fā)展起到了至關(guān)重要現(xiàn)近 型合金具有更優(yōu)異的高溫性能。密排六方的 -Ti 中-Ti 的擴(kuò)散比體心立方的 β-Ti 的擴(kuò)散緩慢得多[14]，這樣，通更優(yōu)異的抗蠕變性能，能夠在更高溫度下使用，因此，大于合金主要集中于 +β 型鈦合金（穩(wěn)定狀態(tài)下含 5%~25%的 （穩(wěn)定狀態(tài)下含 2%~6%的 β 相）[22-24]。 +β 型鈦合金具有度、更好的耐蝕性、更高的彈性模量以及較好的高溫性能，Al-4V，BT9，BT25y 等，最高使用溫度能夠達(dá)到 550°C。近少量的 β 相，是一類(lèi)典型的高溫鈦合金，其兼顧了 型鈦 +β型鈦合金的高靜強(qiáng)度，可用溫度高達(dá)550~600°C，代表合IMI834，Ti-1100，BT18y 等。近 型鈦合金的高溫性能可以更高的溫度，這類(lèi)合金的高溫強(qiáng)度是建立在 固溶體高度

圖 1-3 近 鈦合金中析出釘扎位錯(cuò)的硅化物顆粒Fig. 1-3 Precipitation of titanium silicides particles pinned with dislocation in near- titanium alloys(a) IMI829[28]; (b) IMI834[4]另外，發(fā)現(xiàn)鋁當(dāng)量經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)調(diào)控高溫鈦合金熱穩(wěn)定性能具有指導(dǎo)作用。一鈦合金的抗蠕變性和抗氧化性隨著鋁含量的增加而提高，同時(shí)其塑性和變形能下降。因此，開(kāi)發(fā)新合金時(shí)合金元素的鋁當(dāng)量不得超過(guò) 9%，否則，將析出導(dǎo)致金脆化的金屬間化合物 Ti3Al（2相），并且太高的 Al 含量容易導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕，此，傳統(tǒng)的鈦合金都將鋁含量限制在 6%以下[14]。2相通常被認(rèn)為是對(duì)鈦合金有化作用的有害相，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)避免2相的析出，但現(xiàn)在的研究已經(jīng)表明，合的塑性可以通過(guò)某些元素的添加而得到改善，IMI834，Ti60 等高溫鈦合金已經(jīng)許2相析出，這些析出的2相能夠顯著改善蠕變性能而又不大損害塑性[29]。傳統(tǒng)高溫鈦合金體系逐漸趨向于近 型的 Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si 系合金，該類(lèi)合具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能。特別要說(shuō)明的是，俄羅斯還存在一些含 W 元素的高鈦合金，比如能夠長(zhǎng)期用于 500~550°C 的 BT25 和 BT25y 鈦合金，主要是因?yàn)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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