TC11鈦合金等溫相變行為及強(qiáng)韌化熱處理工藝.pdf

1、TC11鈦合金作為α+β型高溫鈦合金，可在500℃下長(zhǎng)期使用，具有良好的熱強(qiáng)性，幾乎應(yīng)用于所有型號(hào)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。α+β型鈦合金在實(shí)際熱加工過(guò)程中極易產(chǎn)生粗大的片狀魏氏組織，綜合性能差，限制了其服役性能。
　　對(duì)合金進(jìn)行相圖熱力學(xué)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)500℃以上，α相開(kāi)始向β相轉(zhuǎn)變，但轉(zhuǎn)變速率很慢，700℃以上轉(zhuǎn)變速率加快，計(jì)算得到兩相達(dá)熱力學(xué)平衡時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度為994℃，從而確定了α→β相變的溫度區(qū)間，為熱處理工藝制定過(guò)程中溫度的選擇提供參

2、考依據(jù)。合金在700℃以上、相變點(diǎn)以下進(jìn)行等溫相變實(shí)驗(yàn)，得到700℃、800℃、900℃、950℃下相轉(zhuǎn)變達(dá)到平衡的時(shí)間分別為180 min、150 min、90 min、40min，并基于Avrami方程建立了不同溫度下α→β等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)模型，為熱處理工藝制定過(guò)程中時(shí)間的選擇提供依據(jù)。
　　依據(jù)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果，對(duì)合金進(jìn)行單重?zé)崽幚?，發(fā)現(xiàn)無(wú)法根本改變規(guī)則排列、取向一致的α片層，但可使組織在一定程度上碎化，單重?zé)崽幚砜商岣?/p>

3、合金的強(qiáng)度，但降低其塑韌性。對(duì)合金進(jìn)行雙重?zé)崽幚?，得到T1、t1、T2、t2四個(gè)變量對(duì)組織的影響，雙重?zé)崽幚砜筛纳坪辖鸶黜?xiàng)力學(xué)性能，995℃/60min/WQ+980℃/60min/AC為最優(yōu)工藝。合金經(jīng)5次循環(huán)熱處理后，室溫綜合性能最佳。
　　原始態(tài)合金的高溫拉伸力學(xué)性能：200-300℃時(shí)韌性最佳，600℃時(shí)塑性最好，400℃下塑性最差。200-600℃變形過(guò)程中，隨應(yīng)變量增加，加工硬化指數(shù)減小，合金的加工硬化行為可采用修正后

4、的Ludwik模型進(jìn)行表達(dá)，與 Holloman關(guān)系中 n值相當(dāng)?shù)募庸び不笖?shù)隨溫度的升高逐漸增加，這是由于溫度高使合金中β相的含量增多，導(dǎo)致合金的均勻塑性變形能力增強(qiáng)。原始態(tài)合金在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱變形，軟化機(jī)制為動(dòng)態(tài)回復(fù)。
　　不同熱處理態(tài)合金在500℃下的高溫拉伸性能：?jiǎn)沃責(zé)崽幚砗?，合金?qiáng)度提高最大，塑性降低，綜合性能下降；雙重?zé)崽幚砗?，合金?qiáng)度提高較大，塑性有所提高，綜合性能提高較大；循環(huán)熱處理后，合金強(qiáng)度有所提高，對(duì)塑