【摘要】：研究了TB6鈦合金β熱處理過程中的β晶粒生長及片層結(jié)構(gòu)形成。結(jié)果表明,TB6鈦合金經(jīng)β固溶后隨不同冷速形成全β組織和(α+β)片狀組織。淬火形成的全β組織β晶界平直,晶粒呈等軸狀。緩冷下形成的片狀組織中原始β晶粒內(nèi)包含多個α集束,集束間取向各異,集束內(nèi)α片彼此平行。β晶粒尺寸隨保溫時間和加熱溫度增加而增加。β晶粒尺寸與保溫時間滿足冪函數(shù)關(guān)系。隨冷卻速度降低,片層厚度基本呈線性增加,而集束尺寸先快速增加,后增加緩慢。
【圖文】：

第4期鄔桑等:TB6鈦合金β熱處理晶粒生長及片層轉(zhuǎn)變行為1實(shí)驗(yàn)材料和方法實(shí)驗(yàn)材料為經(jīng)(α+β)兩相區(qū)鍛造的TB6合金棒材。其名義化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為:V-10，F(xiàn)e-2，Al-3，余量為Ti。如圖1所示，原始組織是(α+β)混合組織，白色部分為α相，初生的α相彌散于β基體上。金相法測得合金的β相變點(diǎn)溫度為790℃。圖1鍛態(tài)TB6鈦合金原始組織Fig．1As-forgedmicrostructureofTB6titaniumalloy將材料切成邊長為15mm的立方體小塊進(jìn)行熱處理實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)包含以下部分:①為考察保溫時間對β晶粒尺寸的影響，將合金加熱至溫度為830℃，分別保溫5、25、45和65min，水淬;②為考察加熱溫度對β晶粒尺寸的影響，將合金加熱至640、690、740、790、840、890和940℃，保溫25min，水淬;③為考察片狀組織的轉(zhuǎn)變行為和規(guī)律，將合金加熱至溫度840℃，并保溫5min，以水冷和冷卻速度為0.9、0.6和0.5℃/min的冷卻速度進(jìn)行冷卻。熱處理后試樣經(jīng)機(jī)械研磨、拋光及侵蝕制成金相試樣，侵蝕劑為:HF∶HNO3∶H2O=1∶3∶7。顯微組織觀察及分析在TG3000型光學(xué)顯微分析系統(tǒng)上進(jìn)行。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)觀察到，TB6鈦合金在β相變點(diǎn)以上溫度熱處理，經(jīng)不同冷速會出現(xiàn)兩種轉(zhuǎn)變組織:全β組織和(α+β)片狀組織，如圖2所示。TB6鈦合金經(jīng)固溶淬火后組織為全β組織，經(jīng)固溶緩冷后組織為(α+β)兩相組織，未出現(xiàn)馬氏體，也即未發(fā)生β相向馬氏體轉(zhuǎn)變。這是由于TB6鈦合金β相條件穩(wěn)定系數(shù)Kβ為1.06，，超過1.0，其馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度在室溫以下，故合金經(jīng)固溶淬火后獲得全β組織［14］。組織中β晶界平直，晶粒呈等軸狀(見圖2a)。圖2(b)為合金經(jīng)固溶緩冷后獲得的片狀組織。組織中原始β晶界清晰可見，原始β晶粒內(nèi)可形成多個α集束，集束間取向各異，集束內(nèi)α片彼此平

金經(jīng)固溶緩冷后獲得的片狀組織。組織中原始β晶界清晰可見，原始β晶粒內(nèi)可形成多個α集束，集束間取向各異，集束內(nèi)α片彼此平行。為考察TB6鈦合金在β相區(qū)以上溫度加熱條件下的β晶粒生長情況，圖3給出了該合金經(jīng)不同加熱溫度和保溫時間后的顯微組織。可見，加熱溫度和保溫時間對β晶粒尺寸具有顯著影響。隨加熱溫度升高，β晶粒尺寸明顯增加。在相同保溫時間為25min時，合金加熱溫度為830℃時，β晶粒尺寸約為214μm;增加加熱溫度至940℃時，β晶粒尺寸增加至約為430.3μm。保溫時間也對β晶粒生長產(chǎn)生促進(jìn)作用。圖2TB6鈦合金固溶后經(jīng)不同冷速下的顯微組織Fig．2MicrostructureofTB6titaniumalloyatdifferentcoolingratesaftersolidsolutiontreatment(a)quenchingand(b)slowcooling在相同加熱溫度830℃時，合金保溫時間為45min時，β晶粒尺寸約為243μm;增大保溫時間為65min時，原始晶粒β晶粒發(fā)生長大，與保溫時間為5min時相比，晶粒尺寸進(jìn)一步增大，尺寸約為246μm。因此，加熱溫度和保溫時間是影響β晶粒尺寸的兩個重要參量。圖4為鍛態(tài)TB6鈦合金經(jīng)不同冷卻速度下的顯微組織�？梢�，合金在緩冷過程中α相自高溫β相中不斷析出，形成(α+β)片層組織，但原始β晶界并未消失，依稀可見。冷卻速度對片層結(jié)構(gòu)特征產(chǎn)生決定性影響。當(dāng)合金冷速為0.9℃/min時(見圖4b)，合金已經(jīng)完全轉(zhuǎn)變成片狀組織。冷速相對較大，片層21

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本文編號：2630914