TC4鈦合金循環(huán)熱氫處理改性研究.pdf

1、鈦合金的熱氫處理技術(shù)是利用氫的可逆合金化作用改變鈦合金的相組成和微觀組織，從而改善其力學(xué)性能。本文對(duì)TC4鈦合金的吸氫行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，包括:置氫處理過(guò)程中置氫溫度、氫壓、置氫時(shí)間等參量與氫含量的關(guān)系，氫壓及合金中氫分布與保溫時(shí)間的關(guān)系。利用室溫壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了熱處理方式對(duì)一次置氫TC4鈦合金和循環(huán)置氫TC4鈦合金室溫力學(xué)性能的影響，從而確定利于鈦合金室溫增塑的循環(huán)熱氫處理工藝。利用OM、XRD、SEM、TEM等材料分析測(cè)試設(shè)備，結(jié)

2、合室溫壓縮實(shí)驗(yàn)，研究了TC4鈦合金循環(huán)熱氫處理過(guò)程中微觀組織形貌、相組成及其含量等微觀組織結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律、循環(huán)熱氫處理工藝對(duì)TC4鈦合金室溫力學(xué)性能的影響規(guī)律以及循環(huán)置氫鈦合金室溫塑性變形后的微觀組織、斷口形貌等的演變規(guī)律。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明:鈦合金吸氫是一個(gè)放熱和擴(kuò)散過(guò)程，隨著置氫溫度的升高，氫含量先增加后降低;隨著氫壓的增加，氫含量幾乎呈線性增加;隨著保溫時(shí)間的增加，氫壓先急速降低后緩慢降低直至不變，氫含量先快速增加后趨于穩(wěn)定

3、，氫分布隨保溫時(shí)間的增加逐漸趨于一致。
　　利于鈦合金室溫增塑的循環(huán)熱氫處理工藝為:每次置氫溫度均為750℃，保溫時(shí)間為120min，循環(huán)置氫結(jié)束后需要對(duì)試樣進(jìn)行固溶淬火處理，固溶溫度為850℃保溫30min，水淬。
　　合金經(jīng)循環(huán)熱氫處理后，組織形貌發(fā)生變化。經(jīng)不同次數(shù)置氫處理后，試樣均出現(xiàn)細(xì)小的針狀馬氏體α'和粗大的針狀馬氏體α"，有δ氫化物生成，β相的含量增加。置氫二次時(shí)試樣的組織較細(xì)小，晶粒比較均勻，且β相的相對(duì)含量

4、最高。
　　室溫壓縮實(shí)驗(yàn)后，循環(huán)置氫試樣均產(chǎn)生裂紋。隨著置氫次數(shù)的增加，試樣的極限變形率先增加后降低，但均高于未置氫合金，置氫二次時(shí)最大，較未置氫合金提高了22.1％;抗壓強(qiáng)度基本保持不變;屈服強(qiáng)度先降低后稍有增加，置氫二次時(shí)最低，較未置氫合金降低了11.1％;彈性模量大致呈逐漸降低的趨勢(shì)，最大降幅為11.6％。
　　總之，循環(huán)熱氫處理對(duì)TC4鈦合金的室溫壓縮性能有改善的作用，且置氫二次時(shí)對(duì)壓縮性能的改善效果最佳。與置氫合金