ti6242高温钛合金铸件的组织和性能

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1、上海交通大学硕士学位论文Ti6242高温钛合金铸件的组织和性能硕士研究生：陈建彬学号：1120509083导师：吕维洁教授副导师：肖旅博士申请学位：工学硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterMicrostructureandpropertiesofhigh-temperaturecastingsTi6242alloyCandidate：JianbinChenStudentID:1120509083S

2、upervisor：Prof.WeijieLuAssistantSupervisor:Phd.LuXiaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialEngineerSchoolofMaterialScienceandAffiliation：EngineeringDateofDefence：Jan,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文Ti6242高温钛合金铸件的组织和性能摘要Ti6242钛合金是由上海精密

3、器械研究所提供的近α钛合金，其有许多优异性能，比如密度小、疲劳性能好、比强度高，还具有耐高温、耐腐蚀等优良特性。本论文运用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪进行力学性能测试与热模拟试验，对合金的T(α+β)/β相变温度以及热等静压行为、热处理对合金室温与高温力学性能、显微组织的影响进行了研究。研究结果如下：(1)Ti6242合金铸件的组织为魏氏组织，重力铸造后的Ti6242合金的屈服强度和延伸率分别提高了23.1%和1.3%(2)热等静压处理消除了铸造时产生的缩松、缩孔等缺陷，细化晶粒、α片层厚度及片层集束尺寸，组织转变为均匀的魏氏组织，从而显著改善了合金的力学性能，尤其是室温力学性能

4、。经过热等静压处理后合金的抗拉强度852MPa，最大拉应变约为6.32%。(3)Ti6242合金在825℃~965℃温度范围内进行固溶处理，随着固溶温度的升高，组织为片层组织且其中α片层厚度变粗屈服强度和最大拉伸强度有升高趋势，固溶温度高于910℃时，屈服强度和延伸率变化不明显。(4)冷却速率的不同导致β转变组织和二次α相结构不一。较快速度固溶处理得到的Ti6242合金具有较多的β转变组织残存并且这些β转变组织在之后的热处理中会转变为二次α相。这些高比例的细小二次α相粒子能够阻碍位错移动进而提高Ti6242合金的强度、降低其塑性。α/β热处理得到的Ti6242合金的屈服强度和延伸率随着Ti6

5、242合金的α片层厚度变化服从Hall-Peck关系。(5)βA热处理、βB热处理、βC热处理都增强了原始材料的屈服强度和延伸率。βA热处理得到片层组织，延伸率为54％。βB热处理得到网篮组织，屈服强度提升了约15%。βC热处理获得粗大的网篮组织，屈服强度提升了6.4%、延伸率提升了78％。(6)βC热处理的Ti6242合金具有最优综合拉伸性能，这是由于热处理后所得到的组织为小集束、粗α片层的网篮结构。(7)在高温下，随着温度的升高，屈服强度与最大拉伸强度降低，而塑性则随着温度的升高而增高。βC热处理后具有最优的高温（823K下）力学性能，此时I上海交通大学硕士学位论文屈服强度为458.7M

6、Pa、延伸率为15.3％。关键词：钛合金，热等静压，热处理，室温拉伸性能，高温拉伸性能II上海交通大学硕士学位论文Microstructureandpropertiesofhigh-temperaturecastingsTi6242alloyABSTRACTTi6242nearlyαtitaniumalloyprovidedbyShanghaiInstituteofprecisioninstruments.Thealloyhasasmalldensity,highstrength,hightemperatureresistance,corrosionresistance,goodfatigu

7、epropertiesandotherexcellentfeatures.StudiedalloysT(α+β)meansthispaperbymeansofopticalmicroscopy,X-raydiffraction,scanningelectronmicroscopy,mechanicalpropertiesandthermalsimulationtests/βphasetransitiontem