熱處理對(duì)Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe合金顯微組織和力學(xué)性能的影響.pdf

1、高強(qiáng)(α+β)鈦合金Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe是深度淬透性的過渡型α+β型合金，具有高度的組織不均勻性和時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng)。本文研究了Ti-5Al-5Mo-5V-1Fe-1Cr合金經(jīng)過900℃(β相區(qū))和830℃(α+β相區(qū))固溶處理1h后水淬，不同時(shí)效溫度對(duì)合金的組織和力學(xué)性能的影響。 合金經(jīng)900℃固溶處理1h后水淬為粗大的等軸β組織；α+β相區(qū)再結(jié)晶處理時(shí)得到由等軸初生α和細(xì)小的再結(jié)晶β晶粒組成的雙態(tài)組織。由于冷

2、卻速度非常快，抑制了第二相的析出。 300℃時(shí)效處理時(shí)β基體析出彌散分布的橢球狀ω顆粒，與β相符合位向關(guān)系：{0001}<,ω>//{111}<,β>，<1120><,ω>//<110><,β>。亞穩(wěn)β相{111}<,β>晶面上的原子通過切變產(chǎn)生(2/3)<111><,β>大小的位移，導(dǎo)致局部有序化，發(fā)生β→ω相變。對(duì)于α+β相區(qū)情況，除了形成ω相外，還形成α相。由于合金α+β相區(qū)固溶處理時(shí)，合金元素發(fā)生偏聚，α穩(wěn)定元素Al偏聚

3、于初生α相中，而β穩(wěn)定元素Mo、V、Fe、Cr偏聚于β相，亞穩(wěn)β相富含了大量的β穩(wěn)定元素，時(shí)效響應(yīng)時(shí)間縮短，ω相析出速度加快，同時(shí)α相析出速度也加快。 當(dāng)溫度高于350℃時(shí)，同時(shí)觀察到α和ω相的析出。在低溫時(shí)效過程中，β→α轉(zhuǎn)變借助中間過渡ω相來完成。α相在ω/β相界形核或在ω相內(nèi)形核，細(xì)化α相，同時(shí)ω相在α相的生長方向變形，導(dǎo)致形成的α相具有原始ω相的形態(tài)特征，得到均勻彌散析出的強(qiáng)化細(xì)小針狀α相。 當(dāng)時(shí)效溫度高于500

4、℃時(shí)，針狀α相直接從β晶界和晶內(nèi)中析出，沒有中間相ω的形成，顯微組織由針狀α和β轉(zhuǎn)變組織構(gòu)成。α相在晶界上優(yōu)先形核，而后在晶內(nèi)形核。這是由于在和相鄰的一個(gè)晶粒有取向關(guān)系的晶界上形核降可以低形核功以及大角度晶界是析出相形核的一個(gè)非常重要地點(diǎn)。α相的形成速率、數(shù)量和形態(tài)分布取決于時(shí)效溫度和時(shí)間。 合金在β相區(qū)固溶處理，或在α+β相區(qū)固溶處理后時(shí)效處理，雖然α相在晶界和晶內(nèi)析出的α相大小不一致，但對(duì)合金顯微硬度影響不大。相同的時(shí)效溫度