【摘 要】
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高强度钛合金材料具有强度高、比强度大、耐蚀性好等优点,被广泛地应用于航空航天等领域。目前我国高强度钛合金材料的种类较少,对铸造高强度钛合金的组织与性能研究也不系统。
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高强度钛合金材料具有强度高、比强度大、耐蚀性好等优点,被广泛地应用于航空航天等领域。目前我国高强度钛合金材料的种类较少,对铸造高强度钛合金的组织与性能研究也不系统。为此本文研究了高强度ZTC18钛合金的组织和性能,并着重研究了退火温度、保温时间对铸造TC18钛合金显微组织和力学性能的影响,探索了TC18高强度铸造钛合金的热处理工艺参数,为TC18铸造高强度钛合金的实际工程应用提供了理论基础。结果表明: 1)等温退火720℃、760℃和820℃条件下,随着退火温度的提高,晶粒呈逐渐长大的趋势,晶界也逐渐粗化。 2)不同等温退火条件下显微组织不同。720℃条件下的晶粒内部初生α相主要为不规则长针状和短棒状,次生α相细小弥散分布;760℃条件下,长针状和短棒状初生α相变的平直,其长度增加,并且次生α相长大,基本呈平行分布,细小弥散分布的次生α相显著减少;820℃条件下α相变的粗大,形态也发生明显改变,主要为较粗大且长短不一的棒状,以及等轴颗粒状组成。 3)不同的双重退火温度下,显微组织不同。570℃下,晶粒内部初生α相主要为长针状和棒状,少量次生α相弥散分布;590℃下,初生α相形态和尺寸变化不大,但是次生α相减少;610℃下,α相数量明显增加,尺寸增大,并且多为短棒状;630℃下,α相尺寸明显增大,多为短棒状和等轴颗粒状,少量次生α相。 4)随着等温退火温度的提高,抗拉强度σ0.2和屈服强度σb逐渐降低,延伸率δ5和断面收缩率ψ则与强度变化规律相反,均随等温退火温度的升高而增加。试样强度和塑性变化规律主要与细小弥散分布的次生α相使得试样强度较高,当次生α相长大,转变成平行的长条状到粗大的棒状时,试样的强度下降,而塑性则明显增加有关。 5)采用双重退火制度,在第一退火温度均为750℃条件下,无论在第二次退火采用炉冷还是空冷,试样屈服强度σ0.2和抗拉强度σb均随第二次退火温度的升高而降低。在塑性方面,延伸率δ5和断面收缩率ψ则与强度变化规律基本相反。 6)采用双重返火制度,对于试样强度和塑性影响最大的是第二次退火温度。
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