【摘要】：隨著航空航天領(lǐng)域?qū)τ诟邚姼唔g鈦合金材料的綜合性能需求日益增多,研制新型的具有較高強度和斷裂韌性的鈦合金成為一種趨勢。本文在Ti-1023、Timeta1555和VT22合金的基礎(chǔ)上,通過d-電子合金設(shè)計理論,控制合金的[Mo]eq的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種新的高強高韌近β鈦合金,其名義成分為Ti-3Al-4.5Cr-1Fe-4V-1Zr。本文通過采用不同的熱處理制度對合金的強度、塑性、斷裂韌性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,采用OM、 SEM、TEM等技術(shù)對材料的顯微組織進(jìn)行了分析,得到的結(jié)果如下：合金的相變點Tβ=815℃±5℃,合金在兩相區(qū)固溶空冷后組織主要由初生α相和p相組成,隨著固溶溫度的升高,組織中的αp相的體積分?jǐn)?shù)減小,合金的硬度和強度升高,塑性下降；在相變點以上固溶空冷時,αp相全部消失,得到了由僅由p相組成的等軸組織,合金的塑性很差,導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是合金中析出了大量均勻分布在β相基體的ωo相。合金兩相區(qū)固溶時效后的顯微組織由αp相、αs相和亞穩(wěn)定β基體組成,相同的時效條件下,隨著兩相區(qū)固溶溫度的升高,αs相的長寬比和體積分?jǐn)?shù)增加,單一片層αs相片層厚度減小,合金的強度升高,塑性降低；相同固溶條件下,隨時效溫度的升高,αs相體積分?jǐn)?shù)減小,單一αs相片層厚度增加,合金的強度下降,塑性升高：隨時效時間的延長,αs相粗化,但并不明顯,合金的強度降低,塑性升高。單相區(qū)固溶時效條件下,合金的顯微組織主要由αs相和殘留的亞穩(wěn)定p相組成,其中αs相在β相的晶粒內(nèi)部和晶界處析出,呈現(xiàn)“點狀析出”,單相區(qū)固溶時效的合金的強度都較高,但塑性較差。合金在500℃時效過程中析出了一種脆性相,此脆性相的析出導(dǎo)致合金塑性變差,合金在500℃時效的試樣中發(fā)現(xiàn)了異常的衍射斑點,證明了析出相的存在,根據(jù)合金成分采用Pandat軟件計算的相圖表明合金在此種情況下的析出相可能是TiFe、TiFe2、 TiCr、TiCr2等相,由于析出相體積分?jǐn)?shù)很小,實驗的不確定性等因素,析出相的確定還需進(jìn)一步分析。合金經(jīng)過優(yōu)選的熱處理制度后的抗拉強度為1048-1273MPa,在不同強度等級下的KIc范圍為83.8-99.8MPa-m1/2。此外,合金在790℃/1h/AC+550℃/2h/AC處理后的性能為：Rm=1273MPa,Rp0.2=1184 MPa·m1/2, A=11%, Z=30.5%, KIC=83.8MPa·m1/2,新合金經(jīng)過合理的工藝制度后獲得了良好的強度-塑性-斷裂韌性匹配。
[Abstract]:With the increasing demand for the comprehensive properties of high strength and high toughness titanium alloys in aerospace field, it has become a trend to develop new titanium alloys with high strength and fracture toughness. A new high strength and high toughness near 尾 titanium alloy, Ti-3Al-4.5Cr-1Fe-4V-1Zr, has been designed on the basis of Ti-1023T Timeta1555 and VT22 alloy, and based on the design theory of d- electronic alloy and the control of [Mo] eq of the alloy. In this paper, the strength, plasticity and fracture toughness of the alloy were systematically studied by using different heat treatment systems. The microstructure of the alloy was analyzed by means of OM, SEM Tem and other techniques. The results are as follows: the transformation point of the alloy is 815 鈩，

本文編號：2188327