冷变形TB3合金二次时效后低周疲劳行为的研究

对于经过冷变形的固溶态Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)合金,透射电子显微镜(TEM)观察结果表明:其内部冷变形产生的高密度位错在常规时效后依然大量存在,这将导致合金材料力学性能的劣化。针对此问题,本实验研究了一种二次时效工艺,在常规时效基础上增加了短时间高温时效阶段。TEM观察结果表明,二次时效工艺处理后,合金内部位错密度大幅降低,与此同时时效析出的α片出现了变体选择效应。对经过冷变形及二次时效工艺处理后的TB3合金试样(SA试样)和未变形的常规峰值时效状态试样(FA试样)进行低周轴向拉压疲劳测试结果表明:在总应变幅低于0.01时,SA试样疲劳寿命稍高;总应变幅高于0.01时,FA试样疲劳寿命稍高。另外,对低周疲劳测试后的试样TEM观察结果表明:(1)位错滑移是该合金低周疲劳过程中的主要变形方式;(2)低周疲劳产生的位错条带结构在FA试样中较宽且不连续,而在SA试样中细小均匀。

Ti-2.5Cu合金应力时效析出行为及其力学性能研究

对固溶处理后的Ti-2.5Cu合金施加大约200 MPa弹性压应力,同时进行时效处理。TEM观察结果表明:Ti-2.5Cu合金时效处理析出了片状的Ti2Cu强化相粒子;在未施加压应力常规时效的试样中出现了3种Ti2Cu片的变体;而在应力时效处理后的试样里,一些晶粒中只出现2种或1种Ti2Cu片的变体,即弹性应力导致了时效析出Ti2Cu粒子的变体选择效应。拉伸试验结果表明,时效析出相变体选择效应导致了合金材料的强度降低和延伸率升高。

TB3合金应力时效后低周疲劳行为的研究

对固溶处理后的Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al(TB3)合金施加弹性压应力,同时在500℃下进行时效处理。TEM观察结果表明:在应力时效的样品里大部分晶粒中α片相互平行排列,即只有一种α片变体,而在未施加压应力常规时效的样品中出现了数种α片的变体。选择了两种强度相当的热处理状态的TB3试样进行低周疲劳测试,一种是500℃自由时效9 h,另一种是在约200 MPa压应力下,500℃时效6 h。低周疲劳测试结果表明:在同一应变幅下,应力时效试样具有较高的低周疲劳寿命。