冷变形及时效对Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金组织和性能的影响

通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子拉伸试验机等研究了冷变形和时效处理对Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si钛合金组织和性能的影响。结果表明:合金冷变形过程中没有发生相的转变。随着冷变形量的增加,合金的晶格逐渐向<011>方向旋转。合金冷变形后时效会析出均匀分布的细小针状α相,α相与β基体具有非常良好的共格关系,这有助于合金性能的提升。冷变形时效合金以时效析出强化为主,形变强化为辅。冷变形会促进时效析出,冷变形量越大,时效析出强化效果也越明显。60%冷变形时效处理的合金最大抗拉强度达到了1786 MPa。

超高强Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si钛合金的强化行为及模型

基于XRD、OM、SEM和TEM分析,研究超高强Ti-15Mo-2.7Nb-3Al-0.2Si钛合金的组织演变及强化行为。结果表明,位错强化和析出强化效应对该合金的屈服强度影响较大。冷轧+再结晶+冷轧+双时效组合工艺可获得1518 MPa的最高屈服强度,这主要归因于显微组织中的高密度残存位错及密集而细小的次生α相。建立复合强化模型,其预测误差在16.6%以内。此外,研究发现次生α相体积分数的增加可以不断强化晶内区域,这使得沿晶断裂开始出现并逐渐占据整个断裂面。

BT18y钛合金等轴组织与全片层组织的室温拉伸塑性

测试了两种温度固溶后锻态Ti6.9Al3.6Zr2.7Sn0.7Mo0.6Nb0.21Si(BT18y)钛合金棒的室温拉伸性能。利用金相显微镜、透射电镜和扫描电镜研究了该合金的室温拉伸塑性与显微组织的关系。结果表明经920℃、2h空冷处理的材料为细晶等轴组织,变形时晶粒间的协调性好,具有优良的室温拉伸性能,塑性尤其突出;经1020℃、2h空冷处理的材料为具有晶界α相的粗晶片层组织,在拉伸变形时,同时要求相邻晶粒之间、晶粒内部的相邻α片束团之间相互协调,增加了塑性变形的阻力,但残余β相使得材料保持了一定的塑性。多个视角观察表明α片束团表现出了方向性,与拉伸轴夹角较小的片束具有良好的拉伸性能,与拉伸轴夹角较大的片束内的β相中间层是拉伸时裂纹的优先形成区。