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行业技术|温度对TC11钛合金变形行为和显微组织的影响
作者:博一建材  2017-01-21  浏览:128
博一建材讯:TC11钛合金属于α+β型钛合金,500℃下具有高强度,所以合金广泛应用于宇航业。然而,由于合金的变形抗力对温度非常敏感,也就是热变形温度范围很窄,所以合金高温下变形很困难。另外,技术参数如变形温度会影响锻件的显微组织及其性能。同时,合金热加工后的变形行为、显微组织变化及其性能将大不同于TC11钛合金原始组织时的情况。所有这些因素会导致显微组织不均匀和质量不稳定。为了提高TC11钛合金的质量,有必要研究合金的热变形行为和显微组织的影响因素。之前的研究,TC11钛合金主要为α+β显微组织。后来,采用等温压缩试验研究了具有片状组织的TC11钛合金在变形温度范围890~995℃及应变速率范围0.01~10s-1条件下的变形机理。此外,通过等温压缩试验还研究了具有片状的β退火组织和等轴锻造组织的TC11钛合金在β区、温度范围1090~1030℃及应变速率范围0.001~0.1s-1条件下的热变形特性。虽然研究具有β原始显微组织的TC11钛合金的变形行为非常重要,但是对于变形温度范围内动态再结晶和显微组织变化的研究还相当不够。

北京航材院的科研人员研究了具有β显微组织的TC11在不同温度下的等温压缩变形行为及其显微组织变化情况,分析了温度对空冷自β相区的TC11的变形行为及其显微组织的影响。等温压缩变形温度范围从750~1100℃,即范围从α+β相区到β相区。试验用TC11的名义成分为Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si,原始显微组织显示β晶粒约为642μm,晶界清晰,在粗晶中有很多α簇状物,α簇状物中α片的尺寸约为0.9μm。等温压缩试验的应变速率为0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1、1.0s-1和10.0s-1,试验温度为750、800、850、900、950、1000、1050及1100℃,压缩试验试样的高度压缩量为70%。研究结果如下:

在试验中,流变应力随温度升高而下降。在低温时流变应力对温度要比在高温时来得更敏感。对于流变应力—应变曲线,低温时表现为应变软化,高温时流变应变比较稳定。在α+β区变形时,α相的球化比例随温度增高而降低。低于850℃时,α相球化尺寸随温度上升变化不明显,而在850℃以上时,球化则表现得很明显。在近β和β相区以0.001s-1应变速率变形时,1050℃以下动态再结晶程度随温度上升而增加,1050℃以上情况则相反。对于其它应变速率,动态再结晶程度均随温度升高而增强。

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