650~700℃短時(shí)用高溫鈦合金成分優(yōu)化及組織性能研究.pdf

1、通過組織性能分析，對(duì)650～700℃短時(shí)用高溫鈦合金成分進(jìn)行了優(yōu)化，采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉爐（ISM）對(duì)優(yōu)化的合金成分進(jìn)行熔煉得到合金鑄錠，并制備出短時(shí)用高溫鈦合金鍛坯和板材。分析了鑄態(tài)、鍛態(tài)和軋態(tài)短時(shí)用高溫鈦合金的組織及力學(xué)性能，得到了如下研究結(jié)果。
　　通過對(duì)原合金成分中Al、Zr、Si元素含量進(jìn)行調(diào)整，采用電弧熔煉技術(shù)制備出的九種合金均為近α鈦合金，鑄態(tài)組織均為魏氏組織。九種合金室溫壓縮實(shí)驗(yàn)表明，隨著合金中Al和Si含量

2、的增加，合金強(qiáng)度呈上升趨勢。九種合金在熱變形過程中發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)及再結(jié)晶，隨著變形溫度升高，應(yīng)力峰值呈下降趨勢。九種合金的高溫抗氧化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，九種合金在700℃氧化100h的氧化增重曲線近似符合直線-拋物線混合規(guī)律，合金表面氧化層主要由α-Ti和TiO2組成，隨著合金中Al含量的增加，合金抗氧化性明顯增強(qiáng)，元素Zr含量過高不利于提高合金的抗氧化性。綜合分析認(rèn)為Al含量6.4wt.％，Zr含量8.0wt.%，Si含量0.3wt.%的合金

3、成分具有較好的強(qiáng)度、熱變形及抗氧化性能，是九種合金中綜合性能最好的合金成分。
　　通過ISM技術(shù)制備的鑄錠組織為魏氏組織，沿截面半徑方向由中心向邊緣，晶粒尺寸逐漸減小。鑄態(tài)合金室溫抗拉強(qiáng)度為929.3MPa，延伸率為0.45%。合金經(jīng)950℃/1h+650℃/2h和980℃/1h+650℃/2h固溶時(shí)效處理后，晶粒內(nèi)部的層片狀α相長寬比減小，經(jīng)1050℃/1h+650℃/2h固溶時(shí)效處理后合金組織為針狀魏氏組織。
　　高溫鍛

4、造后合金組織得到了明顯細(xì)化，合金組織以網(wǎng)籃組織為主。鍛態(tài)合金室溫抗拉強(qiáng)度為1140.8MPa，延伸率達(dá)到6.81%。在650℃和700℃均表現(xiàn)出良好的高溫力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度分別為769.9MPa和631.4MPa，延伸率為8.94%和10.01%。在β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下對(duì)鍛態(tài)合金進(jìn)行固溶處理，時(shí)效后合金呈網(wǎng)籃組織，并且隨著固溶溫度的升高，合金中初生α相逐漸減少。在β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上對(duì)鍛態(tài)合金進(jìn)行固溶處理，時(shí)效后組織為針狀魏氏組織。
　　60%和