魏氏组织Ti-6Al-4V合金应力松弛行为及机理.pdf

第34卷 第1I期 稀有金属材料与工程 、b1．34．No11 2005年 November 11月 RAREMElALM^TERIALSANDENGINEERING 2005 魏氏组织Ti．6A1．4V合金应力松弛行为及机理 刘 勇，朱景川，尹钟大 (哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨l5000I) 研究了应力松弛前后徽观组织变化：宏观热力学参数结介微观组织观察初步探讨应力松弛机理。研究表明：应力松弛 开始时应力下降较快，随时间延长，应力下降速率降低，最后趋于应力松弛极限。TEM微观组织观察结果结合表观应 力指数分析表明：200℃和400℃J衄力松弛变形机制为位错蠕变，a型位错滑移；而600℃变形机制则为回复蠕变和原子 扩散的共同作用机制，a型和a+c型或c型均开动，产生滑穆和攀穆。 关键词：Ti．6A1．4v台金；魏氏组织：应力松弛 中图法分类号：TGl46 文献标识码：A 文章编号：1002-185x(2005)11．1766—04 Ti一6Al一4v合金具有比强度高，中温性能好的优点，若干柬域组成，每个束域均由位向一致的板条n相和 广泛应崩于航空、航天和化1二领域…。但钛合金因屈 介于n相之问的口相组成。在原始p晶界上，分布网 强比高，弹性模量低，导致冷成形时回弹变形大，成 状口相。幽1b为魏氏组织的TEM组织。该组织由长 形困难，因此热校形是钛合金成型的‘个重要工序B”。 条状d相和介于它们之间的口相组成。板条内比较干 应力松弛理论足热校形工艺的理论基础，研究钛合金 净，位错数餐稀少，没有发现孪晶。 的应力松弛行为对制定合理的热校形工艺具有重要的 指导意义。另外，在工业生产，尤其在航空工业中， 钛合金被广泛用作弹性件和紧固件，这些零件都要求 高的抗应力松弛性能。但对于钛合金的应力松弛研究 一直不被重视，已有的报道也仅限于个别钛合金的应 力松弛行为和机理，没有形成系统的研究【4】。鉴于以 上原因，研究钛合金应力松弛理论具有重要的理沧和 工程意义。 ● 1 试验 图1 魏氏形态Ti一6Al一4v合金的原始组织 试验材料为热轧棒材，化学成分(质量分数，％) Fig．1InitialwidmanstattenmjcrostructuresofTi一6Al一4V 如下：5．89Al，384v，0．27Fe，010Si，004N， alloy：(a)metallograph；(b)TEMphotograph O．09c，O．150，O．OllH，余量为Ti。应力松弛试验采 2 用GBl们20规定的弯曲应力松弛试验法。试样经 2应力松弛曲线 1020℃，30min处理后得到魏氏组织。试验在200℃， 400℃和600℃温度F进行。 松弛曲线。其曲线具有相似的趋势：在应力松弛第1 阶段，应力急剧下降，进入第2阶段后，应力松弛缓 2结果 慢；长时间应力松弛后，剩余应力达到松弛极限。当 2 1初始组织 应力松弛温度升高时，应力松弛速率加快，应力松弛 试样经1020℃，30min空冷，得到魏氏组{；}{。图极限降低。可见，应力松弛行为和温度有密切的关系， 1a为其金相组织。原始晶粒人约200岬。每个品粒由应力松弛变形从本质讲，属于热激活范畴。 收到初稿日期：2004—07—2l；收到修改稿日期：2005—07．03 E—mad：