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钛合金具有密度低,断裂韧性好和强度高等良好的综合性能,在交通运输以及军工产业等领域广泛使用,在国内外一直是研究的热点材料。本文以亚稳型β钛合金TB8(Ti-12.76Mo-2.13Nb-2.73Al-0.16Si)为研究对象,采用强塑性变形(ECAP:Equal Channel Angular Pressing)和热处理结合的二次加工方式(固溶-ECAP-时效、ECAP-固溶-时效),研究不同工艺对于该材料的组织和性能影响,主要的研究结果如下:(1)研究了800℃/850℃固溶-ECAP-520℃/540℃/560℃时效处理之后钛合金的组织性能。研究发现:固溶-ECAP-时效处理之后,β相晶粒被拉长且出现破裂等缺陷;850℃固溶-ECAP的钛合金位错强度达到82.15 MPa,而经过520℃时效后位错强度有所提高,达85.55 MPa。钛合金不同二次处理的硬度由大到小顺序为:固溶-ECAP-时效、固溶-时效、固溶;其中850℃固溶-ECAP-520℃时效的硬度更优,达531.2 HV。在室温拉伸性能中,经过ECAP处理的钛合金抗拉强度均高于未ECAP处理的钛合金,且随着时效温度的上升,抗拉强度下降,其中850℃固溶-ECAP-520℃时效处理的钛合金的抗拉强度较好,达1176.25 MPa。(2)研究了ECAP-775℃/800℃/825℃/850℃/875℃固溶-520℃时效处理之后钛合金的显微组织和力学性能。研究发现:样品仅经过ECAP挤压的横截面,晶粒更加致密,从而不易观察到晶界,而纵截面能够明显观察到破碎和被拉长的晶粒。ECAP-850℃固溶后的钛合金位错强度达77.70 MPa,而经过520℃时效处理之后的位错强度提升了41.80%,达110.18 MPa。其中,在ECAP-固溶过程中,固溶温度不断上升导致硬度持续下降;而在ECAP-固溶-时效处理过程中,固溶温度持续上升,导致硬度呈先上升后下降的趋势,在ECAP-850℃固溶-520℃时效后,钛合金硬度更优,达到440.1 HV。在室温拉伸性能测试中,随着固溶温度的上升,拉伸性能先上升后下降,850℃固溶-ECAP-520℃时效时,断后延伸率和抗拉强度分别为2.76%和1166.67MPa,具有较优的强度塑性匹配。(3)探索了钛合金经过800℃/850℃固溶-520℃时效、ECAP-800℃/850℃固溶-520℃时效和800℃/850℃固溶-ECAP-520℃时效的抗高温氧化性。研究发现:六种材料在850℃高温下循环氧化50h后氧化产物类似,主要由Ti O2、Al2O3、SiO2、Mo O3和Nb2O5组成。在850℃固溶-ECAP-520℃时效的钛合金氧化层中,由内至外呈Ti O2+Al2O3/Ti O2结构,其中氧化层中的Si元素的含量变化与Ti元素成负相关,与Al元素成正相关,Si元素能够抑制Ti离子的活性,促进Al离子的活性,形成具有保护性的Al2O3薄膜。六种样品的抗高温氧化的强弱性能为:850℃/800℃固溶-ECAP-520℃时效、ECAP-850℃/800℃固溶-520℃时效和850℃/800℃固溶-520℃时效。800℃固溶-520℃时效为反应氧化,850℃固溶-520℃时效及ECAP-800℃/850℃固溶-520℃时效既有反应氧化又有扩散氧化,而800℃/850℃固溶-ECAP-520℃时效属于扩散氧化。在高温氧化的过程中,850℃固溶-ECAP-520℃时效的钛合金的氧化深度、平均氧化速率和抛物线速率常数最小,分别为55.0μm、0.0036 mg·cm-2·h-1和45.30 mg~2·cm-4·h-1,表现出较好的抗高温氧化性。(4)探索了钛合金经过800℃/850℃固溶-520℃时效、ECAP-800℃/850℃固溶-520℃时效和800℃/850℃固溶-ECAP-520℃时效的耐热腐蚀性。研究发现:六种样品经850℃高温在75 wt.%Na2SO4+25 wt.%Na Cl腐蚀介质下腐蚀40h后,物相主要由氧化产物(Ti O2、Al2O3、SiO2、Nb2O5)和腐蚀产物(Na2Si2O5、Mo S2、Ti Cl2、Ti(SO4)2、Ti S)组成。未经过ECAP处理的腐蚀截面出现凹坑以及少量气孔缺陷,而经过ECAP处理的样品截面有较少瑕疵。在850℃固溶-ECAP-520℃时效处理的钛合金中,腐蚀层的表面发生Al元素的富集,形成Al2O3保护性薄膜,抑制腐蚀原子的渗入,使其腐蚀层厚度和最大腐蚀增量最小,分别为102.3μm和0.7507 mg·mm-2,表现出最佳的耐热腐蚀性能。综上所述,本文将强塑性变形和热处理机制有效的结合,采用TB8钛合金作为研究对象,探索了二次加工处理对于TB8钛合金的影响,且多项性能得到改善,为后续TB8钛合金的研究提供了更多的参考。