不同原始组织TC6钛合金高温变形微结构演化及其力学性能.pdf

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1、第41卷第3期稀有金属材料与工程Vo1．41．No．32012年3月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGMarch2012不同原始组织TC6钛合金高同温皿变T艾形微结构演化及其力学性能孙坤，徐媛，叶青，钟卫(楚雄师范学院，云南楚雄675000)摘要：采用gleeble一1500热模拟试验机和Hopkinson压杆，对具有4种典型组织的TC6钛合金分别进行了高温准静态压缩和室温动态压缩试验，结合TEM观察，研究了不同原始组织的TC6钛合金高温变形微结构演化及其力学性能。结果表明：具有4种典型组织的TC6钛合金高温变形时随温度升

2、高微结构的演化可分为等轴型组织演化和网篮型组织演化，前者演化过程为：等轴。【相的拉长变形一动态再结晶一动态再结晶晶粒长大一a相变；后者演化过程为：板条状相弯曲变形一板条状a相断裂一动态再结晶一动态再结晶晶粒长大一相变，板条状a相变成短棒状。位错活动及动态再结晶是控制4种组织的TC6合金在高温变形过程中组织演化和力学性能的重要因素；网篮组织晶界众多，位错运动障碍较多，在高温下具有较其余3种组织更高的流变应力；等轴组织a相晶粒较大，位错运动障碍较少，其流变应力在4种组织中最低；双态组织、固溶时效组织的流变应力介于等轴组织与网篮组织之间。4种组织的TC6钛合

3、金的室温动态力学性能均对应变率较敏感。4种组织的TC6钛合金在室温及应变率为2500～4000S动态压缩条件下，塑性由大到小依次为：等轴组织、双态组织、固溶时效组织和网篮组织，流变应力由大到小依次为：固溶时效组织、双态组织、网篮组织和等轴组织。关键词：TC6钛合金：高温变形；微观结构演化；力学性能中图法分类号：TGI46．23；TG115．53文献标识码：A文章编号：1002．185X(2012)03—0406—07钛合金由于其质轻、耐蚀、耐热等优良特性而在6．4A1、1．48Cr、2．66Mo、0．41Fe、0．28Si、余量为Ti。航空航天等领域有

4、着广阔的应用前景[1。】，而其服役环试样分别经4种热处理工艺(表1)，得到4种典型组境通常为高温等较为苛刻的环境，从而使钛合金在高织，对应微结构如图1所示。温下的力学行为及其微结构变化引起了全世界各国研在清华大学gleeble．1500热模拟试验机上进行高究者的广泛关注。国内外学者对TC4、TC6等钛合金温准静态压缩试验，测定TC6钛合金4种组织试样的在高温下的力学行为及微结构演化进行了广泛深入的高温准静态应力．应变曲线。试验条件为：应变率为研究_4]，也广泛研究了钛合金动态力学行为及其动态0．001S～，温度分别为500、600、700、800、90

5、0℃。变形过程中微结构演化[10-16]。但关于不同原始组织的将高温压缩试验后的柱形试样沿轴线切开，经研钛合金高温变形微结构演化及高温力学性能和室温动磨、机械抛光、腐蚀后在OLYPUSPME3型光学显微态力学性能的研究鲜有报道，本工作通过高温压缩和镜下观察试样经热压变形后的微观形貌及特征。利用室温动态压缩试验，重点研究TC6钛合金不同原始组织对热变形过程中微结构演化、高温力学性能和室温表1TC6钛合金的热处理方法Table1MethodsofheattreatmentofTC6titaniumalloy动态力学性能的影响，为合金实际应用提供选材参考。P

6、rocessOfheattreatmentMicrostructure1实验800℃／2h／ACEquiaxed900℃／2h／AC+580℃／5h／ACBinary实验用TC6钛合金棒材由宝鸡有色金属加工厂提1040℃／1h／ACLamellar供，直径35mm，其化学成分(质量分数，％)为：870℃／2h／WQ+600~C／4h／ACSolutionandaging收稿日期：2011-03．29基金项目：云南省应用基础研究计划项目(2011FZ185)；楚雄师范学院学术骨干资助项目(O9YJGG02)；楚雄师范学院院级重点资助项目(10YJZD04

7、)作者简介：孙坤，男，1971年生，博士，副教授，楚雄师范学院物理与电子科学系，云南楚雄675000，电话：0878—3100524，E—mail：sunkun@cxtc．edu．cn第3期孙坤等：不同原始组织TC6钛合金高温变形微结构演化及其力学性能·409·微结构演化中均观察到了大量位错运动和动态再结晶，表明位错活动及动态再结晶是TC6钛合金高温变∞0∞9∞8∞7∞6∈∞5∞∞0∞4扫∽∞3∞2∞1形中控制其力学性能的重要因素。由图8b～8e可看出，当压缩变形温度大于600℃时，4种组织中，网篮组织显示了较其它组织更高的高温强度，这与其高温条件下特

8、殊的网状结构稳定性有关。TEM观察表明，网篮组织在高温下变形时，位错运动剧烈，且形成许多胞状亚