Si、Mo、Y對(duì)Ti55合金組織及性能的影響.pdf

1、高溫鈦合金具有輕質(zhì)、耐熱、高強(qiáng)等優(yōu)良特性，成為航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車(chē)輕質(zhì)耐熱結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域最有前途的高溫材料之一。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si的鈦合金體系，但還沒(méi)有成熟的600℃高溫鈦合金的應(yīng)用。當(dāng)前對(duì)高溫鈦合金的研究主要集中在變形上，對(duì)鑄態(tài)成形的高溫鈦合金研究比較匱乏。本論文的重點(diǎn)是研究Si、Mo、Y三種合金元素對(duì)鑄態(tài)合金組織及性能的影響。
　　首先，通過(guò)鋁當(dāng)量經(jīng)驗(yàn)公式，調(diào)整Si、Mo、Y三種合金

2、元素含量設(shè)計(jì)出9種合金成分，采用真空電弧熔煉技術(shù)制備出成分均勻的鈦合金。通過(guò)光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡(配備能譜分析)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備對(duì)鑄態(tài)合金顯微組織進(jìn)行了分析，得到的鑄態(tài)組織均為α/β網(wǎng)籃組織，Si、Mo、Y三種合金元素含量的變化并沒(méi)有合金近α型鈦合金的屬性。
　　研究了Si、Mo、Y三種合金元素含量的不同對(duì)鑄態(tài)鈦合金組織及力學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)隨著Si含量的增加，合金的顯微組織逐漸增加，維氏硬度緩慢較小，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.

3、25％時(shí)室溫強(qiáng)度最好，斷裂韌性KIC為54.3MPa·m1/2，室溫壓縮性能在0.15%是最好。對(duì)比Mo含量不同的合金組織性能，發(fā)現(xiàn)Mo含量的增加細(xì)化了合金的顯微組織，增加了合金的維氏硬度，提高了室溫?cái)嗔秧g性和壓縮性能。隨著Y含量的增多，合金中析出的Y2O3逐漸增多，使組織明顯得到細(xì)化，增加了合金的硬度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.7%是硬度達(dá)到最大值HV505.8，合金的室溫?cái)嗔秧g性和壓縮性能也得到了加強(qiáng)，其中 0.7%時(shí)合金的壓縮強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度遠(yuǎn)

4、高于其他成分合金，但速斷應(yīng)變相對(duì)較差。
　　對(duì)比9種合金的組織及力學(xué)性能，選取Ti-5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si，Ti-5Al-4Sn-2Zr-3Mo-0.25Si及Ti-5Al-4Sn-2Zr-1Mo-0.25Si-0.7Y三種綜合力學(xué)性能良好的合金，研究在950℃-1010℃、0.01s-1-1s-1范圍內(nèi)的高溫壓縮熱變形行為。發(fā)現(xiàn)高溫鈦合金基本上一種負(fù)溫度敏感材料和正應(yīng)變速率敏感材料，即隨著溫度的降低和應(yīng)變速