Ti-6Al-4V合金超塑性变形时的组织演化-论文.pdf

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1、第41卷第7期稀有金属材料与工程Vol

2、41．NO．72012笠7月RAREMETALMATEIUALSANDENGINEERINGJuly2012Ti．6AI．4V合金超塑性变形时的组织演化王敏，蔺成效(西北工业大学，陕西西安710072)摘要：利用光学显微镜和扫描电镜对超塑性拉伸后的细晶Ti一6A1—4v合金分别进行了断口形貌分析和组织演化规律研究。结果表明：细晶Ti．6A1．4V合金室温拉伸时，断裂方式为准解理断裂；超塑性拉伸时，试样断裂的主要形式是韧窝一空洞聚集型断裂。在初始应变速率不变的条件下，随着拉伸温度的

3、升高，相晶粒尺寸增大，相数量增多，空洞数量减少，且在840℃至930℃拉伸时，。[相晶粒仍保持等轴状态，但在较高温度(960℃)拉伸时，n相晶粒被拉长，部分区域出现网篮组织。在拉伸温度不变时，随着初始应变速率的降低，a相晶粒尺寸增大，相增多，空洞数量减少。高温(960℃以上)拉伸时，相颗粒具有良好的塑性和较低的硬度，丰富的相有利于晶界协调滑动，并对空洞的产生具有抑制作用。关键词：Ti一6AI一4V合金：超塑性；断口形貌；组织演化；空洞中图法分类号：TG146．23；TG113．253文献标识码：A文章编号：1002．1

4、85X(2012)07．1176．05钛及钛合金是航空工业中应用广泛的金属结构材料l】曲J。由于钛合金的组织和性能对变形时的热加工参数比较敏感，因此，研究不同变形条件下材料的变形行为及内部微观组织的变化，可为合理确定材料的热加工工艺和控制产品质量提供科学依据和理论指导。Ti．6Ai一4V合金具有中等强度、良好的塑性、和工艺性能，在航空、航天、核工业以及化工等领域受到青睐：自从该合金1954年首次研制成功以来，人们对它图1形变热处理后Ti一6A1—4V合金的显微组织的研究一直持续不断，所以其加工技术较为成熟。但近Fig．

5、1MicrostructureofTi一6A1—4Valloybarafter年来由于设计观念的变化，由过去单纯的静强度设计思thermomechanicaltreatment想转变为损伤容限设计准则，以及新的应用领域的开发，因而对它的研究有了新的内容。目前对该合金的显Ti．6A1．4V合金超塑性拉伸试验在CSS．1110C型微组织、织构、热处理、加载方向、应力比、及腐蚀环电子万能试验机上进行，压头速度在0．05～500mm／min境等对合金疲劳性能的影响规律及影响机理开展了大之间连续可调，配备有三段自动控温管式电阻炉

6、，温量的研究工作【。。本实验主要研究Ti．6AI．4V合金超度误差不超过±5℃。塑性成形过程中的组织演化，从而进一步探索拉伸试样断口的宏观及微观形貌是在JSM一Ti．6A1—4V合金超塑性的本质，为航空航天用Ti一6Ai．4V5600LV型扫描电子显微镜上进行观察。合金器件的近净成形等温超塑性锻造提供实验依据。Ti．6A1．4V合金拉伸试样根部和断口的显微组织在OLYMPUSPM—T3卧式显微镜上进行观察。1实验2结果与分析本研究所采用的原材料为经晶粒细化处理的Ti．6A1．4V合金棒材，细化后Ti一6AI一4V合金晶

7、粒尺晶粒细化的Ti一6AI一4V合金超塑性拉伸试验结果0为2-5m，如图1所示。如表1所示。收稿日期：201l-07．20基金项目：陕西省科技计划资助项目(05KH37)作者简介：王敏，女，1959年生，博士，副教授，西北工业大学材料科学与工程学院，陕西西安710072，电话：029．88495217，E．mailwangmin@nwpu．edu．cn·l18O·稀有金属材料与工程第41卷[12]HeHongbo(何鸿博)．TheBehaviorCharacteristicandDalian：DalianUnivers

8、ityofTechnology，2008MechanismofSuperplasticDeformationonUltrafine一[13]WangMin(~敏)，GuoHongzhen(郭鸿镇)．JournalofgrainedTC4(超细晶TC4超塑性变形的特征和机制)【D】．PlasticityEngineering(塑性工程学报)【J】，2008，15(4)：156MicrostructureEvolutionofTi-·6AI··4VAlloyduringSuperplasticDeformationWang

9、Min，LinChengxiao(NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072，China)Abstract：ThemicrostructureevolutionandmorphologiesofTi-6A1-4Valloyfractureaftersuperplastictens