在
鈦合金中,由于β
鈦合金具有高的比強(qiáng)度且強(qiáng)度與斷裂韌性匹配良好等優(yōu)點(diǎn),引起了人們極大的關(guān)注,成為了航空航天領(lǐng)域最具應(yīng)用前景的材料之一。經(jīng)過了十多年的研究和應(yīng)用,β鈦合金已快速進(jìn)入航空航天領(lǐng)域并形成了一定的規(guī)模。由于時效析出的α相細(xì)小,使得β鈦合金的強(qiáng)度很高,但塑性較差。例如,第一個商業(yè)化的應(yīng)用是洛克希德
公司SR-71“黑鳥”飛機(jī)的β鈦合金鍛件Ti-13V-11Cr-3Al,其抗拉強(qiáng)度達(dá)1 240 MPa,但延伸率僅有2%,目前已被β-C合金所替代。另一個典型的β鈦合金是Time
tal 555,主要被應(yīng)用于制造起落架用的鈦合金鍛件和緊固件,其抗拉強(qiáng)度高達(dá)1 517 MPa,但塑性很差。β鈦合金的強(qiáng)度和塑性強(qiáng)烈地取決于顯微組織的結(jié)構(gòu)和形貌特征。時效產(chǎn)生的次生α相彌散的分布于原始β基體上,會阻礙位錯的增殖和滑移而起到強(qiáng)化作用,其強(qiáng)度的大小取決于次生α相的尺寸和體積分?jǐn)?shù),而塑性的大小則取決于初生α相的形貌特征。
本研究針對一種新型β鈦合金Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe,將該合金分別在(α+β)兩相區(qū)和β單相區(qū)進(jìn)行固溶處理,然后再在440、480、520、560 ℃進(jìn)行8 h的時效處理。研究結(jié)果表明:Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金在(α+β)兩相區(qū)固溶后再進(jìn)行時效處理,晶界處析出的初生α相會阻礙β晶粒的長大;相反,當(dāng)固溶溫度迅速升高至β轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上溫度后,β晶粒會迅速長大。在時效處理過程中,時效析出的次生α相的尺寸大小和體積分?jǐn)?shù)對時效溫度十分敏感。時效溫度越高,次生α相的尺寸越大,而體積分?jǐn)?shù)則越小。另外,合金的強(qiáng)度對時效析出的次生α相的尺寸和體積分?jǐn)?shù)也十分敏感。無論是在β單相區(qū)還是(α+β)兩相區(qū)固溶后,當(dāng)在較低的溫度440 ℃進(jìn)行8 h時效處理后,其抗拉強(qiáng)度可達(dá)1 600 MPa,對顯微組織的觀察發(fā)現(xiàn),此時的細(xì)小次生α相彌散分布于β基體上。β晶界處析出的α相會造成合金內(nèi)部局部應(yīng)力集中而引發(fā)晶間脆斷,這也是該合金強(qiáng)度很高、塑性很低的主要原因之一。
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2025-11-28 54
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2025-11-07 164
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2025-10-22 272
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2025-10-21 208
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