【摘要】：TC4-DT鈦合金是我國自主研發(fā)的新型中強高韌損傷容限型鈦合金,傳統(tǒng)加工一般通過熱形變及兩重熱處理相結合,來獲得具有良好的強度與損傷容限性能的網籃組織,其中熱形變的溫度常設定在β相變點以上,由于TC4-DT鈦合金的顯微組織對溫度非常敏感,組織狀態(tài)不穩(wěn)定,在β相變點以上時易導致晶粒粗化及形成長條α晶界,從而影響合金的使用性能。能否通過在兩相區(qū)變形,合理結合三重熱處理工藝,以獲得良好的具有損傷容限性能的網籃組織,是本課題主要研究的方向。本文以TC4-DT鈦合金為研究對象,研究了損傷容限型鈦合金的高溫壓縮及拉伸兩種熱變形行為,分析了熱變形過程中流動應力與應變及顯微組織的變化規(guī)律;同時,將熱變形后的組織采用三重熱處理工藝,研究了三重熱處理中各級退火對變形后合金顯微組織演變的影響,分析了顯微組織的微觀組成,得出以下結論:(1)高溫拉伸及壓縮形變中,在兩相區(qū)變形會得到一定含量的等軸α相,而超過β相變點后,等軸α相消失,并隨著溫度的繼續(xù)升高,晶粒長大嚴重,并會伴有針狀馬氏體α′相沿晶界析出,這對材料的性能是非常不利的。(2)將不同拉伸熱變形后的組織進行固溶時效處理發(fā)現(xiàn),固溶的溫度影響著等軸α相的含量,高的溫度條件下,得到等軸α相的含量較低;當固溶溫度超過相變點后,晶粒極易長大,經過時效處理,部分區(qū)域會沿晶界析出次生α相,組織不均勻,影響合金的機械性能。(3)三重熱處理中第一重與第二重熱處理的溫度同時影響著初生等軸α相的含量,隨第一重和第二重溫度升高,等軸α相減少;第二重熱處理溫度還影響后期析出次生長條狀α相含量和最終形態(tài),在第二重熱處理過程中析出的條狀α為一次次生α相,在經第三重熱處理,一次次生α相片層會變厚,而且間隙間會析出新的次生α相,為二次次生α相,二次析出的條狀α相錯亂貫穿于一次條狀α相之間,各α集束交錯排列,具有較小的縱橫比,細化了組織。(4)以熱變形及三重熱處理合理的相結合可以獲得三態(tài)組織。在TC4-DT鈦合金中經過兩相區(qū)950℃、變形量60%和變形速率為1.1×10-3s-1條件下高溫拉伸,然后經熱處理工藝940℃/1h WQ+920℃/1h WQ+820℃/1.5h AC,得到了由約含20%等軸α、50%~60%條狀α構成的網籃和β轉變基體組成的三態(tài)組織。(5)壓縮熱變形后經三重熱處理發(fā)現(xiàn),利用第一重與第二重熱處理的工藝,可以得到了組織均勻的網籃組織。壓縮變形溫度和三重熱處理中的溫度都控制在兩相區(qū)以內,這解決了在β單相區(qū)熱變形或熱處理易導致晶粒粗大及易析出長條α晶界而影響合金的機械性能的問題。通過壓縮溫度950℃、應變速率0.1s-1經熱處理工藝960℃/1h WQ+(840℃~880℃)/1h WQ+820℃/1.5h AC三重熱處理能得到比較均勻的網籃組織。(6)通過溫度950℃、應變量為0.9和應變速率0.1s-1壓縮熱變形后經熱處理960℃/1h WQ+(840℃~880℃)/1h WQ+820℃/1.5h AC得到的網籃組織中,次生條狀α相上有橢球狀析出物生成,并隨溫度升高,析出物的含量增多,伴有長大的現(xiàn)象。
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.23;TG166.5

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6 杝文翰;灻i，

本文編號：2579881