Ti-15-3合金組織性能及裂紋的研究.pdf

1、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al合金是美國Timet公司在20世紀80年代初研究開發(fā)的一種亞穩(wěn)定β鈦合金，該合金具有很好的冷軋和冷成形能力，它作為亞穩(wěn)β型鈦合金以其優(yōu)良的加工性能和潛在的應用能力而成為最有前途的鈦合金之一。 本文研究了不同熱處理制度對Ti-15-3合金性能的影響規(guī)律，重點研究了時效后所析出α相的形貌對合金性能的影響。實驗結(jié)果表明，合金中析出的α相越細小越均勻，合金的強度就會越高，但塑性會越低，且α相先從晶界開

2、始析出。在低溫時效時，α相會隨著時效溫度的增加變得粗大且數(shù)量增多，而且析出的α相會以擇優(yōu)生長方向生長，α相之間相互成60°夾角。在高溫(接近相變點760℃)時效時，時效溫度越高析出的α相越少且越細小。無論在低溫時效還是在高溫時效，合金的強度都取決于α相的尺寸、分布和α相所占體積分數(shù)。 本文還研究了該合金晶粒尺寸對性能的影響。結(jié)果表明，僅僅固溶處理后合金的強度和塑性隨著晶粒尺寸的增大而減小，而且屈服強度和晶粒尺寸符合Hall-Pe

3、tch關(guān)系。合金時效后α相隨原始β相晶粒尺寸的增大而變得細小、均勻，導致合金的強度增大，塑性降低。經(jīng)仔細分析時效后的顯微組織，得知合金的強度由晶粒尺寸和析出α相的大小、分布、數(shù)量共同決定。晶粒尺寸對合金強度的影響相對于析出α相對合金強度的影響較小，最終合金顯示出的強度只與時效制度有直接關(guān)系。 本文還探討了Ti-15-3合金中相鄰晶粒取向差對短裂紋萌生與擴展的影響。結(jié)果表明，Ti-15-3合金中相鄰晶粒取向差在40°～60°占66