金属sc对钛合金组织与性能的影响

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1、中南大学硕士学位论文摘要本文采用真空电弧熔炼技术制各了一系列成分的Ti-Sc二元合金、Ti—Al—fSc)合金以及Ti一6A1．4v-(sc)合金。借助光学金相显微镜f0M)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、x射线衍射技术(Ⅺm)等手段分析研究了各成分合金铸态显微组织及显微硬度、退火后淬火态显微组织及显微硬度、铸态及退火后淬火态合金的相分析，分析讨论了各成分合金的组织演变规律，初步探讨了金属Sc对各成分合金铸态组织性能以及组织演变规律的影响。通过研究，得到如下结论：在铸态Ti．sc二元合金中，随着Sc含量的减少，

2、合金组织由螺旋状组织、片层簇状组织逐渐变为典型的双相组织；少量金属sc(2％～5％)明显细化了钛合金的显微组织；金属sc均固溶于Ti中，形成了Ti。sc互溶的固溶体，未形成Ti—Sc金属问化合物；sc含量为2％时，铸态Ti—sc二元合金的显微硬度达到最高值。(经不同相区温度下退火后淬火的Ti—Sc二元合金，组织得到了细化，B晶粒尺寸有所减小，组织中出现了针状Ⅱ马氏体相；随退火温度的降低，其针状Q马氏体相的体积分数有所下降，块状Ⅱ相的体积分数增加o+，在铸态Ti—A1。(Sc)合金中，金属sc的添加减少了魏氏组织的体积分

3、数，明显细化了合金的显微组织；合金中存在的相为Q．Ti以及密排六方结构的Ti3Al相和立方结构的A13Sc相；经不同温度下退火后淬火处理，组织明显细化，合金组织中存在着针状a马氏体相，以及一定体积分数的块状Q相，并且随退火温度的降低，n相的体积分数有所增加；经岱相区温度下退火后淬火处理，金属Sc的添加保留了大量的针状Q马氏体相，对Q相具有一定的稳定化作用。怄火后淬火处理的Ti—Al一(sc)合金的显微硬度值高于铸态合金的显微硬度值，最高值约为65l(}Ⅳ0．01)。Al含量高的合金在(Q+B)相区温度下作退火后淬火处理

4、可以获得较高的显微硬度，Al含量低的合金在$相区温度下退火后淬火处理可以获得较高的显微硬度值。j／’金属sc明显细化了铸态Ti一6A1．4V合金的显微组织，组织中主要存在的相为a—Ti和密排六方结构的Ti3Al相。金属Sc的添加使a．Ti的低角度衍射峰强度变弱，使高角度的衍射峰强度变强。金属sc的固溶强化作用使“一6Al一4V合金中Ⅱ片层相的显微硬度明显提高，当III中南大学硕士学位论文摘要sc含量为O．3％时，Ⅱ片层相的显微硬度值最高，约513fHv0．01)，而sc含量为O．1％时B相的显微硬度值较高，约446(H

5、vO。011。与铸态相比，退火后淬火处理的合金组织得到了细化。金属Sc具有一定的稳定针状Q马氏体相的作用。退火后淬火处理合金的xRD衍射谱中，a．Ti的某些衍射峰强度和位置上发生了较大的变化，甚至某些衍射峰消失，原因并为结构消光，应与合金不同的组织形貌、a相的体积分数及不同的晶粒取向等因素有关。添加0．5％金属sc后的Ti一6Al一4V合金经700℃退火后淬火，o相的显微硬度值高达690(HVO，01)。关键词：钛合金，金属Sc，组织演变，显微硬度主塑查堂堡主堂垡笙塞垒呈!里!垒!三ABSTRACTInthisp印er

6、，aserieschemistryofTi—Scbinarya110ys、Ti—Al一(Sc)alloysandTi一6Al一4、，-(Sc)aIloyswerepreparedbyVacuumarcmeltingme血od．Theas．castmicrostmctureandmicrohardness、microstmctureandmicrohardnessaRer锄ealing—waterquenchingtreatnlent、phaseanalysisofas—castalloys肌dannealing-wat

7、erquenchingalloyswereperfornledbyopticalmicroscopy(oM)、scanningelectricmicroscopy(SEM)、microhardnesstesteraIldX—raydimactiontechIlique．ThemicrostmctureevolutionofeveryalIoyswerediscussedinthispaper．TheinnuenceofSconmicrostmcturea11dmicohardnessofas—caSta110ysand

8、microstmctureevoIutionofalloyswereelementariIydiscussed．Throu曲thestudy，mefollowingconcIusionswereobtained：Inas—castTi—Scbinaryalloys，withSccontentdecreasing，thefeatur