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Ti-700是一种新型两相高强韧高损伤容限钛合金,它是一种Ti-Al.Sn-Zr-Mo-Cr-Nb-Si八元系钛合金,添加的众多合金元素会对其显微组织和相成分有影响。本文主要针对该合金特定热处理制度下的显微组织和相成分进行了研究,并探讨了热处理工艺参数对显微结构和力学性能的影响。
采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等试验方法,研究了轧棒和锻棒在固溶、固溶时效以及三重退火等热处理工艺对Ti-700钛合金显微结构的影响;通过硬度试验和拉伸试验以及拉伸断口形貌分析,研究了热处理工艺对力学性能的影响。确定了各种热处理制度得到的显微组织和相结构,并探讨了固溶温度,冷却方式,以及时效处理对合金显微结构和力学性能的作用。
结果表明:经过两相区加工的Ti-700钛合金,在相变点以下热处理得到双念组织,接近相变点的温度热处理会得到网篮组织,在相变点以上会得到魏氏组织。Ti-700合金的相成分主要是α相和β相,还能发现析出相α<,2>相,β<,2>相以及一些金属化合物,根据XRD分析结果,在500℃以下长时间时效还可能出现ω相,但仍需进一步佐证。双态组织的强度和塑性的匹配较好,试样拉伸断口呈现韧性断裂特征;网篮组织的试样拉伸断口呈混合断裂和脆性断裂特征;魏氏组织强度较高,但塑性较差,试样的拉伸断口呈现脆性断裂特征。固溶温度影响初生α相的含量和形貌,初生α晶粒的硬度比β转变组织的硬度低,初生α相的增多会使得强度降低,塑性增加;冷却速度影响β转变组织和初生α相的含量和形貌,油冷生成的马氏体会降低硬度;时效处理会使得亚稳β转变组织分解,析出弥散的次生α相,使得硬度增加。在透射电镜下能够观察到基体相(α相和β相)以及析出相α<,2>相的形貌,并能分析出各相之间的取向关系。透射电镜下观察到调质结构,以及不同相界面的界面结构。