TC4钛合金高温变形行为及拉伸性能

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文对TC4合金的高温变形行为及拉伸性能进行了研究。测试了不同工艺参数下几种热处理状态TC4合金的强度和延伸率，利用扫描电子显微镜(SEM)观察了拉伸断口形貌。讨论了不同工艺参数下压缩变形的真应力一真应变曲线的变化规律，利用透射电子显微镜(TEM)观察了压缩变形后的微观组织。并对氢处理工艺进行了初步探索，利用XRD分析氢处理TC4合金的相组成，测试了氢处理TC4合金热压缩真应力一真应变曲线，讨论其热变形行为。拉伸强度和延伸率的测试结果表明，随着应变速率的增加，TC4合金强度升高，拉

2、伸塑性下降，这种现象在600℃时更加明显。随着拉伸温度升高，强度降低，延伸率升高。TC4合金拉伸断口均为韧窝型断口。与室温拉伸相比，600℃拉伸的断口中，韧窝较大。TC4合金在600℃压缩变形的真应力一真应变曲线都存在一应力峰。随着应变速率的增加，在低应变速率(8.3X103-8.3X10一I)范围内，TC4合金压缩流变应力急剧升高，高应变速率(8.3X102-8.3s1)范围内，压缩流变应力变化不大。随着热变形温度的升高，流变应力降低，应力峰值提前。退火处理可降低热变形抗力.TEM观察结果表明，TC4合金热变形后

3、的晶粒具有方向性，沿与压缩轴垂直的方向定向排列;600℃热变形后出现动态回复形成的亚晶，a条内位错密度升高，胞壁变厚，热变形时软化机制以动态回复为主;900℃热变形后晶粒细化，说明已发生动态再结晶，热变形时软化机制以动态再结晶为主。XRD分析结果表明，试样氢处理后形成TiH:相，600℃压缩流变应力略微降低。随应变速率的变化，氢处理试样600℃热变形的真应力一真应变曲线与原始试样曲线变化相似。关键词钦合金;拉伸性能;高温压缩变形;氢处理;组织结构哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractThedeformati

4、onbehaviorandtensilepropertyofTC4alloyathightemperaturewerestudied.Tensilestrengthandelongationofthealloytreatedbydiferentproceduresweremeasured,andthemorphologyoffracturesurfaceswereobservedbySEM.Thetruestress-truestraincurvesofTC4alloyundertheconditionofcomp

5、ressionwerediscussedandmicrostructuresofthesamplescompressedwereanalyzedbyTEM.Hydrogenizationtreatmentprocesswereinvestigated.ThephaseconstituentsinthehydrogenatedalloyweredeterminedbyXRD,andtheThetruestress-truestraincurvesofthealloyundercompressionweremeasur

6、ed,andcompressivedeformationbehaviorofthehydrogenizedTC4alloywereanalyzed.TheresultsoftensiletestsindicatedthatthetensilestrengthandelongationofTC4alloyincreasedanddecreasedwiththestrain-rateincreased,thisphenomenonwasobviouswhentensionat6000C.Thefracturesurfa

7、cesofthealloysweredimple勺rpe.Astresspeakexistedinthetruestress-truestraincursesofthealloycompressedat6000C.Thecompressiveflowstressincreasedgreatlywiththestrain-rateincreasedfrom8.3x103s'to8.3X102S1,butfluctuatedslightlywhenthestrain-rateincreasedfrom8.3x102S"

8、;to8.3s"1.Thecompressiveflowstressfalledwiththetemperatureincreasedanddroppedbyannealingtreatments.TheobservationbyTEMshowedthatmostgrainsrotatedalongthedirectionperpendiculartothe