合金的相變溫度為730 ℃。 首先采用1250t快鍛機在1150 ℃進行開坯  獲得100mm的方棒,然后采用快鍛機在950℃下制得Φ50mm棒坯,最后采用125型橫列式軋機在軋制溫度為900℃下制成Φ10mm的棒材。隨后分別進行固溶處理和時效處理,固溶溫度分別為780、810、840、870℃,保溫30min后水冷,固溶后分別在460、510、560℃時效12h后空冷。室溫拉伸性能在Instron5985型拉伸試驗機上進行測試,顯微組織觀察在Olympus光學顯微鏡和牛津SEM掃描電鏡上進行。

2、試驗結果與分析

2.1 固溶時效雙重處理對顯微組織和力學性能的影響

TB9鈦合金分別在780℃×0.5h/WC、840℃×0.5h/WC、870℃×0.5h/WC三種工藝固溶處理,并 經460℃×12h/AC、510℃×12h/AC和560℃×12h/AC時效處理后,顯微組織如圖1所示,拉伸 性能見表2。由表2可知,固溶溫度不僅能改變β相晶粒尺寸,而且影響后續時效合金中α相的析出行為。

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時效溫度相同的條件下,隨著固溶溫度的升高,β相晶粒尺寸增加,抗拉強度和屈服強度呈下降趨勢,延伸率和面縮率變化較??;在相同固溶處理工藝條件下,隨著時效溫度的升高,β相晶粒尺寸增加,在高于510 ℃時效后,β相晶內和晶界處出現了大量α析出相,導致抗拉強度和屈服強度顯著降低,延伸率和面縮率顯著提高。

2.2 固溶處理對合金斷裂行為的影響

經軋制加工得到的TB9鈦合金棒材經固溶時效處理后,微觀組織中晶內析出α相并呈均勻分布。 研究表明,當時效處理為510℃×12h/AC時,棒材具有較好的強塑性匹配,因此研究固溶處理對合金 斷裂行為研究時固定時效處理工藝為510℃×12h/AC不變。

TB9鈦合金棒材經過780℃×0.5h、840℃×0.5h/WC和870℃×0.5h/WC不同固溶處理再進行510℃× 12h/AC相同時效處理后,拉伸斷口形貌和SEM組織如圖2所示,由圖2可知,隨著固溶溫度的增加 ,相同時效溫度處理的斷口形貌由韌窩狀塑性斷裂逐漸向脆性斷裂轉變,韌窩含量減小,沿晶斷裂的含量增 加[圖2(a)~(c)],這是因為隨著固溶溫度的增加,相同時效處理后晶內和晶界α相的尺寸增加[ 圖2(e)~(f)],變形過程中應力容易在晶界α相處集中,導致沿晶斷裂的發生。

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3、結論

1)在時效溫度相同的條件下,隨著固溶溫度的升高,β相晶粒尺寸增加,抗拉強度和屈服強度呈下降趨勢,延伸率和面縮率變化較小。

2)在相同固溶處理工藝條件下 ,隨著時效溫度的升高,β相晶粒尺寸增加,在高于510℃時效后,β的升高,β相晶粒尺寸增加,在高于510℃時效后,β相晶內和晶界處出現了大量α析出相,抗拉強度和屈服強度顯著降低,延伸率和面縮率顯著提高。

3)隨著固溶溫度的增加,相同時效溫度處理的斷口形貌由韌窩狀塑性斷裂逐漸向脆性斷裂轉變,韌窩含量減小,沿晶斷裂的含量增加。

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