新型高强β钛合金的热处理和微合金化以及高温变形行为研究-材料加工工程专业论文.docx

性略有下降。本文研究了Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe 合金在650℃～800℃、2.78×10-4s-1～8.33×10-3s-1 条件下的(α+β)两相区的超塑性变形行为。结果发现，变形温度的升高或者应变速率的降低都会提高合金的超塑性延伸率，在变形温度为800℃，应变速率为2.78×10-4s-1时，合金得到最大延伸率，为455%。合金超塑性变形的主要机制为位错的运动。在塑性变形过程中，合金产生大量的位错，位错缠结并切割母相形成亚晶粒和亚晶界。随着变形的继续，亚晶粒发生长大，晶界随着变形发生转动，最终形成与母相具有一定晶界角度的晶粒。合金在塑性变形过程中也发现有少量的再结晶晶粒，但数量很少，并不是合金超塑性变形的主要机制。采用热物理模拟方法，研究了Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金的高温压缩变形行为，揭示了变形应力与变形温度和应变速率之间的关系，峰值应力和流变应力均随温度的升高和应变速率的减小而降低，且峰值应力σ与温度(1000/T)、ln??之间都满足线性关系。合金在(α+β)两相区的平均变形激活能为271.1kJ/mol。建立了合金在(α+β)相区热变形本构方程，为后续热变形参数的选择和设备吨位的确定提供了指导。根据热压缩的研究结果，对Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe 合金分别在790℃((α+β)两相区)及870℃(β单相区)进行了板材的轧制。当合金在790℃变形量为90%时和在870℃变形量为90%时产生110方向平行于轧制方向的织构。合金轧制板材具有中等强度及优异的塑性。对790℃变形量为90%的合金板材进行了热处理强化，在800℃固溶及440℃时效条件下的合金板材抗拉强度可达到1744MPa，延伸率4.3%。在800℃固溶及520℃时效时的抗拉强度为1486MPa，延伸率为15.6%，具有非常优异的强度塑性匹配。关键词：高强β钛合金；显微组织；力学性能；高温变形行为II -AbstractBetatitaniumalloysexhibitgooddeformabilityandhighspecificstrength.A goodmatch ofstrength, ductility andtoughnessof betatitaniumalloyscan be obtainedbysolutionandagingheattreatment.However,withthedevelopmentof theaerospaceindustry,itdemandshigherstandardsforthespecificstrengthand specificstiffinessofbetatitaniumalloys.Inthepresentstudy,aself-designed Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fealloyastheresearchmaterial.Effectsofheat treatmentandhybrideffectoftraceB4CandCadditiononmicrostructureand mechanical propertiesofthealloywerestudied systemly. Thesuperplasticityof Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fealloy wasalsoevalutedandthemicrostructure evolutionduringsuoperplasticdeformeationwasananlyszed.Inaddition,high temperaturecompressivedeformationbehaviorwasstudied,andthealloy was rolledonthebasisoftheresultsofhightemperaturecompressionexperiments.Theheattreatmentisveryimportanttothemechanicalpropertiesof Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fealloy.Thealloyhasexcellentductilityafter solutiontreatedat(α+β)fieldandβfield,butlowerstrength.However,thestrength ofthealloywassignificantlyimprovedbylowtemperatureaging,andthestrength increasedwithdecreasingofaingte