钛合金固态相变的归纳与讨论_I_同素异构转变.pdf

第24 卷 第 5 期 Vol.24 No.5 2007 年 10 月 October 2007 钛合金固态相变的归纳与讨论（I ）——同素异构转变 1,2 2 1 辛社伟 ，赵永庆 ，曾卫东 （1. 西北工业大学材料学院，陕西 西安 710012 ） （2. 西北有色金属研究院，陕西 西安 710016 ） 摘 要：分别从冷却和时效两个过程对钛合金的固态相变作一系统论述，指出，在冷却过程中，根据冷却速度的 不同发生的主要相变有：β→α，β→α´，β→ω(althermal) ，β→α；时效过程中主要相变有β→β＋ω(isothermal)→β+α，β→β ＋β´→β＋α，β→α，α´→β＋α，α→ （β＋α´）→β＋α。并分析了这些相变的形成特点；最后就目前钛合金固态 相变中易混淆的过渡相的关系进行了讨论。 关键词：钛合金；相变；热处理；析出相 钛合金热处理和固态相变过程。 1 前 言 2 同素异构相变 钛合金中的固态相变有很多类型，早在 1963 年 Mcquilla M K[1]就系统概括过，主要有同素异 2.1 冷却过程中相变 构转变、共析转变和有序化转变。在生产和应用 以文献[2]的说法，钛合金的热处理为第三类热 过程中，人们遇到的最重要和最难掌握的是同素 处理，根据快速冷却后室温组织的不同，应该分别 异构转变，但在一定条件下后两类转变也是非常 称这个过程为淬火和固溶，淬火过程中发生了同素 重要的，因为无论是共析转变产物还是有序相的 异构转变，固溶过程为保留高温β相，由于固溶没 形成，都对合金的性能有很重要的影响。同素异 有发生相变，所以只在热处理的讨论中有意义，本 构转变、共析转变和有序化转变共同构成了钛合 文研究相变过程，只有淬火有意义。在这个过程中， 金知识体系的理论基础，为合金的设计、加工和 根据冷却速度的不同，发生的主要相变[3]有β→α´， 后期热处理提供指导。该文主要讨论的是同素异 β→α，β→ω(althermal) ，β→α。 构转变。 2.1.1 α´相变 α prime / hexagonal martensite ）相变为马 研究钛合金的固态相变，其实就是研究钛合金 α′ （ 的热处理，因为所有的相变是发生在热处理的过程 氏体相变中的一种，是在快速冷却的过程中通过非 中，固态相变是热处理的实质，在文献[2]中作者曾 扩散切变而形成的，α´相呈六方结构，为 {334}和 [4] 就这方面进行过论述，并对钛合金热处理和过渡相 {344}型，与体心立方的β相近似保持 Burgers 关系 ： 进行了相应介绍，但是该文的重点是针对目前钛合 六方晶胞的(0001) 与体心立方(01