近β型Ti-5553合金熱變形過程中的組織演變

  近(jin)β型(xing)(xing)鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)因其(qi)具(ju)有(you)(you)(you)較高的(de)屈(qu)服強度(du),優良(liang)的(de)抗疲勞裂紋擴展(zhan)能(neng)力(li)和良(liang)好(hao)的(de)淬透性(xing)(xing)而(er)(er)被廣泛(fan)應用(yong)(yong)于(yu)航空(kong)航天工業領域(yu)。例如,在(zai)近(jin)β型(xing)(xing)鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)中最具(ju)代表性(xing)(xing)的(de)合(he)(he)金(jin)(jin),即Ti-1023(名義成(cheng)分(fen)(fen):Ti-10V-2Fe-3Al)合(he)(he)金(jin)(jin)鍛造結構件(jian)現已被用(yong)(yong)于(yu)制造波音(yin)777的(de)飛機起落架(jia)。同樣,Ti-5553(名義成(cheng)分(fen)(fen):Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5Fe)合(he)(he)金(jin)(jin)鍛件(jian)也(ye)已被用(yong)(yong)于(yu)制造波音(yin)787和空(kong)客350飛機的(de)起落架(jia)。通常,鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)很大程度(du)上取(qu)決(jue)于(yu)相(xiang)的(de)體積分(fen)(fen)數、形(xing)貌特征(zheng)(zheng)和分(fen)(fen)布情況。譬如,在(zai)鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)中具(ju)有(you)(you)(you)較多(duo)球狀α相(xiang)有(you)(you)(you)利(li)于(yu)提(ti)(ti)高塑性(xing)(xing),而(er)(er)具(ju)有(you)(you)(you)較多(duo)片(pian)層α相(xiang)則有(you)(you)(you)利(li)于(yu)提(ti)(ti)高斷裂韌性(xing)(xing)。而(er)(er)且,近(jin)β型(xing)(xing)鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)顯微組(zu)織(zhi)和力(li)學(xue)性(xing)(xing)能(neng)對(dui)熱(re)變形(xing)工藝參數十分(fen)(fen)敏感。對(dui)于(yu)這方面的(de)研究,目前主要集中于(yu)鈦(tai)合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)熱(re)變形(xing)過程中流變應力(li)曲線特征(zheng)(zheng)和顯微組(zu)織(zhi)演變行(xing)為(wei),很少有(you)(you)(you)人關(guan)注應變誘發α相(xiang)轉(zhuan)變行(xing)為(wei)。

  KeHua等人(ren)采(cai)用(yong)Gleeble3500熱模擬(ni)試驗機,研(yan)究(jiu)了近β型Ti-5553合金在變(bian)(bian)形(xing)溫(wen)度750~900℃、變(bian)(bian)形(xing)速率0.001~1s-1條件(jian)下的(de)熱變(bian)(bian)形(xing)行為(wei)。采(cai)用(yong)TEM和EBSD研(yan)究(jiu)了不同(tong)熱變(bian)(bian)形(xing)條件(jian)對顯(xian)微(wei)組織和變(bian)(bian)形(xing)機制(zhi)的(de)影響規律。

  研(yan)究(jiu)結果表明,Ti-5553合金(jin)(jin)在此(ci)熱變(bian)形(xing)(xing)條件下變(bian)形(xing)(xing)時會(hui)出現(xian)(xian)(xian)動(dong)(dong)態回復和動(dong)(dong)態再(zai)結晶的(de)(de)顯微組(zu)織(zhi)演(yan)變(bian)特征,并且α相(xiang)和β相(xiang)并沒有(you)嚴格的(de)(de)遵循(xun)Burgers關系。Ti-5553合金(jin)(jin)在熱變(bian)形(xing)(xing)過程(cheng)中(zhong)所出現(xian)(xian)(xian)的(de)(de)片層α組(zu)織(zhi)球化的(de)(de)組(zu)織(zhi)演(yan)變(bian)過程(cheng)可以用β相(xiang)的(de)(de)楔形(xing)(xing)模型(xing)來(lai)進行解釋說(shuo)明,其(qi)中(zhong)在片層組(zu)織(zhi)球化的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)會(hui)有(you)β相(xiang)向片層組(zu)織(zhi)α相(xiang)內部(bu)移動(dong)(dong)和原子擴散的(de)(de)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)出現(xian)(xian)(xian)。熱機械加工參數的(de)(de)改變(bian)可以顯著提高相(xiang)轉變(bian)的(de)(de)動(dong)(dong)力。變(bian)形(xing)(xing)誘發(fa)β→α的(de)(de)相(xiang)轉變(bian)過程(cheng)的(de)(de)出現(xian)(xian)(xian)主要是由于(yu)顯微組(zu)織(zhi)缺陷(變(bian)形(xing)(xing)帶和位錯)的(de)(de)形(xing)(xing)核所引(yin)起(qi)的(de)(de)。