低成本Ti-Al-V-Fe-O合金的組織和性能.pdf

1、鈦合金具有較低密度、較高比強度、優(yōu)良的耐腐蝕和低溫性能等優(yōu)點，被廣泛應用于航天航空以及軍事工業(yè)，但其過高的成本嚴重限制了在各個領域的大量使用。因此，本課題圍繞低成本的高強鈦合金來展開研究。
　　本課題根據(jù)國內外最新開發(fā)研制的低成本鈦合金，設計了幾組以Ti-6Al為基礎的低成本Ti-Al-V-Fe-O合金并以TC4合金作為對比。進行二次熔煉獲得鑄錠后，通過計算法和DSC熱分析法測定各組合金的β相轉變溫度，依據(jù)該溫度對材料進行退火熱處

2、理。通過光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和X射線衍射儀分析不同合金的微觀組織，利用電子萬能測試儀、顯微硬度儀以及Gleeble動態(tài)熱模擬試驗機來測定合金不同狀態(tài)下的力學性能。
　　測量各組合金熱處理后的常溫拉伸性能和顯微硬度值，結果表明：(1)合金元素 V、Fe對合金的屈服強度和抗拉強度都有較高的強化作用，隨著V、Fe元素含量的增加，鈦合金的屈服強度和抗拉強度也增大，其中Fe元素比V元素的強化效果更明顯；(2) Fe元素含量過高會使固溶

3、強化時合金的晶格畸變過大，引起合金脆化，當Fe元素含量在一定范圍內升高時，合金延伸率有所降低；(3)V元素對組織有明顯的細化作用，當V元素增加時合金的延伸率有略微升高；(4)O元素增加時，合金的強度、硬度都有較大提升，延伸率和彈性模量則有較多下降，因此必須將氧含量嚴格控制在一定范圍內，使合金同時滿足強度和塑性要求。
　　采用Gleeble-1500熱模擬試驗機對Ti-6Al-3V-Fe-0.26O合金進行不同溫度下和壓縮率下的高溫

4、壓縮試驗，結果顯示：(1)合金進行高溫壓縮時，隨著變形溫度升高，在950℃～1000℃之間，曲線的峰值應力和穩(wěn)態(tài)應力均有下降且出現(xiàn)峰值的應變量逐漸減小，而在1050℃～1100℃之間，曲線的峰值應力、穩(wěn)態(tài)應力以及峰值出現(xiàn)的位置都接近定值；(2)各組合金均表現(xiàn)出動態(tài)回復的特征，溫度的升高降低了加工硬化，使得高溫形變軟化機制占主導，當溫度超過1050℃后合金的加工硬化現(xiàn)象幾乎消失；(3)合金在950℃下隨著變形量的增加，鑄態(tài)組織中的α片層被