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鈦合金相組織

發(fā)布時(shí)間: 2018-09-10 10:28:26    瀏覽次數(shù):

  合金的組織中有兩個(gè)基本的相組成物,即以α鈦為基的α固溶體和以β鈦為基的件固溶體。它們可以分別作為該合金的基體。如α合金、近α合金和許多α+β合金的基體為α固溶體,β合金的基體為β相。α相及β相本身的性能以及在合金中的形態(tài)、大小、分布和所占的比例決定著合金的性能。

鈦合金棒、鈦棒的塑性是決定其變形能力的重要指標(biāo),而塑性又受到滑移系統(tǒng)多少的影響。因晶格類型不同,α、β兩相的滑移系統(tǒng)各異。β相的滑移系統(tǒng)較多,更容易承受壓力加工變形。例如在β相區(qū)進(jìn)行鍛造等。

  α、β兩種固溶體本身的硬度、強(qiáng)度與其成分有關(guān)。在兩相共存的組織中,α穩(wěn)定元素總是優(yōu)先分布在α相中,而β穩(wěn)定元素主要溶人β相內(nèi)。兩相的性能決定于溶人元素的種類和數(shù)量。由于日相的晶格致密度比α相小,原子在β相中的擴(kuò)散系數(shù)比α相大,所以其耐熱性、熱穩(wěn)定性和抗蠕變性能均沒有α相好。因此,高溫鈦合金均為。合金或近。合金二但是以β相為基的合金,由于其鈦合金、鈦棒合金程度可以提高,還可以進(jìn)行固溶時(shí)效強(qiáng)化,能獲得比以。相為基的合金更高的強(qiáng)度,是高強(qiáng)鐵合金的基礎(chǔ)。

  溶人α相的合金元素鋁、錫、鋯等超過一定量后,會(huì)形成有序的共格相Ti 3 AI等,會(huì)使合金變脆。因此在鈦合金棒鈦棒合金中加入這些元素時(shí),其鋁當(dāng)量不應(yīng)超過8%~9%。

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鈦合金組織類型

鈦合金非淬火組織按期形態(tài)特征可分為魏氏體組織、網(wǎng)籃組織、等軸組織和雙態(tài)組織。

1、鈦合金棒鈦棒魏氏體組織

在β相區(qū)進(jìn)行加工(一般變形程度小于50%)或者在β相區(qū)退火可得到魏氏體組織。魏氏體組織的特征是具有粗大等軸的原始β晶粒。在原β晶界上有完整的α網(wǎng),在原β晶界內(nèi)有長條形α,在α條內(nèi)為β,最后整個(gè)β晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)殚L條α+β。按α條的形態(tài)和分布,魏氏體組織可分為平直并列、編織狀和混合組織。

2、鈦合金棒鈦棒網(wǎng)籃組織

  合金在(α+β)/β相變點(diǎn)附近變形或在β相區(qū)開始變形,但在α+β兩相區(qū)終止變形,變形量為50%~80%,使原始β晶粒及晶界粒及晶界α破碎,冷卻后α叢的尺寸減小,α條變短,且各叢排列,有如編織網(wǎng)籃的形狀,稱為網(wǎng)籃組織。

網(wǎng)籃組織的塑性及疲勞性能高于魏氏體組織,但斷裂韌性低于魏氏體組織。在實(shí)際應(yīng)用中,高溫長期受力部件往往采用網(wǎng)籃組織代替魏氏體組織。因?yàn)榫W(wǎng)籃組織的塑性、蠕變抗力及高溫持久等綜合性能較好。

3、鈦合金棒鈦棒等軸組織

  鈦合金在α+β相區(qū)熱加工時(shí),由于溫度較高,在變形過程中α相和β相相繼發(fā)生了再結(jié)晶,獲得了完全等軸的α+β。若變形溫度低,再結(jié)晶不發(fā)生或部分發(fā)生,隨后進(jìn)行再結(jié)晶退火,也可得到等軸組織。等軸程度的大小與變形程度、加熱溫度和保溫時(shí)間有關(guān)總的趨勢是隨此三者的增加,等軸化程度增加。

4、鈦合金棒鈦棒雙態(tài)組織

兩相鈦合金在兩相區(qū)上部溫度變形,或者在兩相區(qū)變形后,再加熱到兩相區(qū)上部溫度而后冷卻,可得到雙態(tài)組織。雙態(tài)組織是指組織中α有兩種形態(tài),即一種是等軸狀的初生α,另一種是β轉(zhuǎn)變組織中的片狀α;與初生α相對應(yīng),此片狀α也稱為次生片狀α。

  雙態(tài)組織和等軸組織的性能特征大致相同,僅隨所含初生α數(shù)量不同而有一定差異。這兩種組織的性能特點(diǎn)與魏氏體組織相反,具有較高的疲勞強(qiáng)度和塑性。

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