论文部分内容阅读
TC11钛合金具有比强度高、中温性能好、耐腐蚀性能好、密度低等优点,具有钢和铝合金等结构材料的诸多优良性能,使其成为理想的航空航天材料。片层组织TC11合金具有较好的热强性,较高的抗拉强度,但拉伸塑性和疲劳性能不佳。在生产实际中,高温拉伸也是一种常用的加工、成型手段,且TC11合金部件经常承受疲劳载荷的作用。因此,开展TC11合金高温拉伸变形行为及室温疲劳性能的研究具有重要的理论和实际意义。本文选取了具有α/β片层组织的TC11钛合金,进行了不同温度(700℃-950℃)、应变速率(0.001s-1～4s-1)下的拉伸实验,系统研究了高温拉伸变形规律及微观组织演化特点。开展了不同厚度样品(0.1mm～2mm)室温拉伸及疲劳实验,研究样品厚度对拉伸、疲劳性能的影响。研究结果表明：相同应变速率下,高温拉伸流,变峰应力随温度的升高而降低；相同变形温度下,流变峰应力随应变速率的增加而升高。与应变速率相比,变形温度对流变峰应力的影响更明显,700℃时各应变速率下的流变峰应力相差不大；950℃时开始出现明显的流动软化效应。高温拉伸变形分析表明：700℃下变形时,微观组织为剪切带变形；800℃-850℃下变形时,材料发生剪切带变形并伴随片层碎化和等轴化行为；900℃-950℃下材料变形组织全部为碎化、等轴化组织。随着变形温度的升高,裂纹、孔洞等损伤的分布位置由晶界逐渐向晶内变化；裂纹、孔洞的面积率呈现先增大后减小的趋势。高温拉伸变形区域的EBSD分析表明：700℃-0.001s-1下变形,伯格斯取向关系未被破坏,表现为α片层与β片层协调变形；700℃-4s-1下变形,伯格斯取向关系被轻度破坏,变形主要集中在p相；950℃-0.001s-1下变形,伯格斯取向关系被严重破坏,表现为变形组织较充分的碎化、等轴化；950℃-4s-1下变形,伯格斯取向关系破坏较为严重,表现为变形组织被拉长和局部组织的碎化、等轴化。不同厚度样品S-N曲线分析表明：厚度2mm-0.4mm样品的疲劳性能接近,其在低周疲劳区疲劳性能较好；厚度0.2mm～0.1mm样品在高周疲劳区的疲劳性能明显优于厚度2mm～0.4mm的样品。