Ti-3Al-5Mo-4.5V合金的组织与性能.pdf

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1、第42卷第5期稀有金属材料与工程Vo1．42，No．52013年5月RAREMETAL哪ERIAI，SANDENGINEERINGMay2013Ti．3A1．5Mo．4．5V合金的组织与性能张青来，匡雁锐，韩寅奔2，韩伟东，冯甜甜(1．江苏大学，江苏镇江212013)(2．东北大学，辽宁沈阳110004)(3．宝鸡市博信金属材料有限公司，陕西宝鸡721013)摘要：通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)和x射线衍射(Ⅺ)手段，研究BT16钛合金丝材制备过程中微观组织演变、丝材的力

2、学性能和冷镦性能以及固溶时效合金组织结构。结果表明：BT16合金丝材具有良好的力学性能，断面收缩率哟62％～65％，顶镦螺栓头部变形量达到75％，未见任何缺陷。钛合金铸锭是树枝状两相组织；锻坯横截面变形不均匀，析出等轴状、短棒状和针状6c相：热锻棒材边界和晶内均有细小针状n相析出：丝材组织由初生等轴。[相和相组成；固溶时效后合金组织由初生等轴n相和析出针状a相的转变组织组成。关键词：BT16钛合金：微观组织；固溶时效；力学性能；冷镦性能中图法分类号：TG146．4文献标识码：A文章编号：1002．185

3、X(2013)05．0984．05Ti．3A1．5Mo．4．5V合金(BT16)是全俄轻合金研究院本实验所用BT16钛合金的名义成分为研制的一种高强、新型的典型a+p两相钛合金，具有优Ti．3A1．5Mo一4．5V，其丝材6．5mm制备过程：铸锭一良的力学性能和冷镦成形性。该合金的主要半成品是轧开坯一锻造轧制。首先利用两次真空自耗电极熔制态和拉拔态4～10mm丝材，通过冷镦制作螺钉、化炉获得q~210rnlTl的BT16钛合金铸锭，然后按研制螺栓和铆钉等航空紧固件l】I2]。工艺进行开坯和锻造，其开始温

4、度为1150℃，结束温BT16钛合金含有少量的Al，更多的稳定元素(Mo)，度控制在800℃左右。热锻棒经车光去除氧化皮后热稳定系数高达0．8，相大约为25％～30％，退火或淬火连轧加工成研．5mm的丝材，轧制时合金坯料加热温状态下都具有较高的塑性，而固溶+时效合金具有更高度控制在900～930℃，中间退火温度区间为660～730的强度，塑性降低不多【3I4J。钛合金在热处理过程中出现℃。成品丝材退火温度范围为760～790℃，之后磨光的主要过渡相有0[相、6c”相和淬火时效相[5]。俄罗斯采成6．5m

5、m丝材以备冷镦实验用。用退火态BT16合金棒材冷镦制造航空紧固件。国内外学对210mm铸锭、开坯圆料和55mm热锻棒，者】对BT16钛合金退火工艺、时效强化、微观组织、沿横截面边缘约5min位置取样，而对6．5mm合金相结构和力学性能及淬火温度对BT16钛合金形变诱发丝材，则沿试样纵向取样，利用LEICADM2500M型马氏体的影响进行了大量研究【1引。采用BT16合金制造冷正置透反射光学显微镜(OM)、JEOL厄M．2100型透射变形强化紧固件的工时和成本最低，该合金紧固件可在电镜(TEM)和JEOL

6、JSEM一7001F型高分辨扫描电镜160℃以下无限期使用；采用固溶时效BT16合金紧固(SEM)对BT16钛合金的组织结构进行观察和分析。化件，工作温度可达350℃Ll引。学腐蚀剂配比为2．5mLHf+3M1HNO3+5mLHCI+因此，本实验将利用光学显微镜(0、扫描电镜89．5mLH20。(SEM)、透射电镜(TEM)和XRD衍射手段研究BT16钛合金2结果与分析丝材在生产过程中组织结构演变以及固溶时效过程中组织结构变化，为进一步研究和优化BT16钛合金及应用提供理2．1铸锭和热锻棒微观组织论依据

7、和实验数据，具有重要的应用价值和研究意义。为了研究BT16钛合金铸锭的组织状态，本实验试样取铸锭横断面的边部作为研究对象。钛合金铸锭是粗大1实验的。c两相组织，见图1a。在20000高倍电镜下可观察到收稿日期：2012—04—08基金项目：国家自然科学基金(51175231)作者简介：张青来，男，1962年生，博士，教授，江苏大学材料科学与工程学院，江苏镇江212013，电话：0511—88797324：E—mailzhangql196210@163．tom