發(fā)布時(shí)間：2020-03-04 16:53

【摘要】：實(shí)驗(yàn)用TC4ELI鑄錠,經(jīng)過(guò)開(kāi)坯、鍛造、軋制為鐖18 mm的棒材,軋制變形量為91.6%;軋制后進(jìn)行淬火,淬火溫度為830℃,最后對(duì)淬火后材料進(jìn)行溫度為650℃、750℃,時(shí)間為1 h、2 h的熱處理實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明:淬火后TC4ELI鈦合金的抗拉強(qiáng)度最高,達(dá)到1064 MPa,此時(shí)材料的屈強(qiáng)比只有0.79。XRD結(jié)果表明,淬火后β相發(fā)生了馬氏體轉(zhuǎn)變,提高了材料的強(qiáng)度;在拉伸過(guò)程中,亞穩(wěn)定的轉(zhuǎn)變組織由于應(yīng)變引起的轉(zhuǎn)變,使材料均勻伸長(zhǎng)率提高,增大了抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值。采用軋制(變形量為91.6%)+淬火(830℃)+650℃×1 h的形變熱處理工藝后材料的抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比分別為1017 MPa和0.94,伸長(zhǎng)率為17.5%,綜合性能優(yōu)異。
【圖文】：

，91.6%)2Ｒoll(rollingdeformation，91.6%)+quenching(830℃)3Ｒoll(rollingdeformation，91.6%)+quenching(830℃)+650℃×1h4Ｒoll(rollingdeformation，91.6%)+quenching(830℃)+650℃×2h5Ｒoll(rollingdeformation，91.6%)+quenching(830℃)+750℃×1h6Ｒoll(rollingdeformation，91.6%)+quenching(830℃)+750℃×2h利用D8ADVANCEX射線衍射儀進(jìn)行合金物相檢測(cè)，，2θ測(cè)角范圍:30°～90°;拉伸試驗(yàn)使用598X系列材料試驗(yàn)機(jī)完成;顯微組織分析采用光學(xué)顯微鏡和JSM-6460鎢燈絲掃描電鏡。2結(jié)果與分析2.1顯微組織分析圖1所示為不同實(shí)驗(yàn)方案處理后材料斷面顯微組織形貌。圖1(a)為方案1棒材的顯微組織，熱軋態(tài)棒材組織呈現(xiàn)典型的α+β加工組織，α相由于變形不均勻，呈等軸狀和板條狀形式存在。圖1(b)為方案2棒材的顯微組織，軋制后經(jīng)過(guò)淬火的試樣斷面顯微組織晶粒模糊，晶界不清晰，這是因?yàn)榇慊鸷�，α相不�?圖中等軸狀α)，只是β轉(zhuǎn)變?yōu)棣?#39;或α″，或ω或亞穩(wěn)態(tài)β［10］;本實(shí)驗(yàn)中，終軋溫度較低，淬火溫度為830℃，淬火后發(fā)生無(wú)擴(kuò)散轉(zhuǎn)變形成(α')馬氏體組織;同時(shí)，由于溫度較低，轉(zhuǎn)變并不完全，同時(shí)還存在少量的β相，如圖1(d)方案2棒材的掃描電鏡圖1不同實(shí)驗(yàn)方案處理后TC4ELI合金橫向顯微組織(a)方案1;(b)方案2;(c)方案3;(d)方案2Fig．1MicrostructureofTC4ELIalloyforlongitudinalsectionatdifferentexperimentalscheme(a)No.1(OM);(b)No.2(OM);(c)No.3(OM);(d)No.2(SEM)53

浞?較寬于其他兩種狀態(tài)下的α反射峰。另外，通過(guò)對(duì)圖1(d)中浮凸區(qū)域進(jìn)一步分析(圖3)，淬火后組織由α相、馬氏體(圖3中箭頭所指部分)和少量的β相組成;由于β相含量較少，所以在X射線衍射圖中沒(méi)有明顯的β相反射峰。2.2應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析實(shí)驗(yàn)對(duì)方案1至方案6分別取樣做力學(xué)性能測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4所示;應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖4所示。結(jié)果表明，方案2淬火態(tài)(830℃)TC4ELI鈦合金的抗拉強(qiáng)度最高，達(dá)到1064MPa;但是此時(shí)材料的屈服強(qiáng)度只有850MPa，屈強(qiáng)比為0.79;這是由于在拉伸過(guò)程中，淬火后亞穩(wěn)定β相中存在著應(yīng)變引起的圖2TC4ELI經(jīng)不同方式處理后的XＲD圖譜Fig．2XＲDpatternsofTC4ELIalloyafterdifferenttreatments圖3830℃淬火TC4ELI鈦合金掃描電鏡組織Fig．3SEMimageofTC4ELIalloyafterwaterquenching表4實(shí)驗(yàn)用TC4ELI鈦合金的力學(xué)性能Table4MechanicalpropertiesofTC4ELItitaniumalloyNo．σ0.2/MPaσs/MPaYieldratioδ/%ψ/%18759780.8913.549284110650.7918.554395610170.9417.553494810080.9417.05259139750.9318.05368989600.9318.052轉(zhuǎn)變，使材料均勻伸長(zhǎng)率提高，增大了抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度的比值［13］。屈強(qiáng)比較低的材料容易發(fā)生屈服變形，與外科植入物利用鈦合金的高強(qiáng)性能相悖。同時(shí)，方案1熱軋態(tài)的材料強(qiáng)度和塑性均較低，抗拉強(qiáng)度為978MPa，伸長(zhǎng)率為13.5%。隨著退火溫度提高和退火時(shí)間延長(zhǎng)，材料的強(qiáng)度逐漸降低，伸長(zhǎng)率緩慢增加。采用方案3的形變熱處理工藝可獲得較高的強(qiáng)度和屈強(qiáng)比，分別為1017MPa和0.94，伸長(zhǎng)率為17.5%，綜合性能優(yōu)越，顯微組織為細(xì)小等軸α和α+β轉(zhuǎn)變組織(如圖1c所示)。高強(qiáng)度TC4ELI鈦合金的較佳形變熱處54

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2 曾周q

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