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耐热钛合金的显微组织


文章作者:www.ymxsw.cn 发布时间:2019-11-02 点击:693



影响钛合金性能的另一个重要因素是合金的微观结构。了解微观结构的形成及其对性能的影响对于开发热处理,控制合金性能以及开发新合金非常重要。

通常,小的组织可以增加合金的强度和塑性,并可以延迟裂纹的形核,而粗糙的组织则更能抵抗蠕变和疲劳裂纹的扩展。等轴结构倾向于具有较高的可塑性和疲劳强度,而片状结构具有较高的断裂韧性,优异的抗蠕变性和疲劳裂纹扩展。因此,必须通过调整热处理工艺和热处理系统来获得不同的微观结构,以满足不同性能的需求。耐热钛合金的常见显微组织通常可以分为四种类型。

1魏的组织

魏氏组织也称为层状组织。当变形在β相的温度下开始和结束时,变形不是很大(通常小于50%),或者在加热到β相后缓慢冷却。两者都会得到魏组织。魏氏结构的特征是等轴粗的原始β晶粒相对较粗,且β晶粒清晰完整。在原始的β晶界上存在相对完整的晶界α相,并且晶体由不同方向的α束组成。同一束中的各个α薄片相互平行,具有相同的晶体学取向,并且在α薄片之间插入一个β相中间层。由于原始β晶粒的粗大和晶界中连续的晶界α相,Wei结构的拉伸延展性和疲劳性能较低,断裂韧性和蠕变性能更好。

2个篮子组织

钛合金在(α+β)/β相变点附近变形,或在β相区域开始变形,并在α+β两相区域终止变形,从而产生原始的β晶粒并且晶界α相被破坏,然后冷却。束的大小和alpha薄片的长宽比减小,并且束交错排列,例如编织篮的形状,称为篮结构。实际上,在这种组织中没有编织Alpha床单,也没有编织篮子,因为不同的部分在相遇时将停止增长。篮式结构的拉伸延展性比魏氏结构好得多,并且室温,高温拉伸强度,断裂韧性和蠕变性能等综合性能良好。但是,疲劳性能很一般,通常用于制造不需要高疲劳性能的零件,例如压缩机叶片盘。

3个三元组织

二态结构是α+β型钛合金最常用的结构。当合金在上部的α+β相区域变形和热处理时,就会形成这种微观结构。两种状态结构的特征在于,在β-转化的组织的基质上分布有一定数量的等轴初级α相,而β-转化的组织实际上类似于篮结构。该组织的性能取决于等轴初级α和β转化结构的比例。通常,这种组织具有良好的室温拉伸塑性和疲劳性能,并具有一定的高温强度和蠕变性能。可塑性和疲劳极限随着初始α相体积分数的增加而增加,并且初始α相晶粒尺寸越小,疲劳强度越高,持久的蠕变强度随初始α相体积的增加而降低。分数。当等轴初生α相体积分数为20%至30%时,可塑性,断裂韧性,热强度和疲劳性能最佳匹配。

4个等距的alpha组织

当合金在α+β或α相区域(α型合金)或随后在较低的α+ β两相区。该结构是由变形时的动态再结晶或变形后的热处理时的再结晶引起的。等距结构具有最佳的室温可塑性和疲劳性能,对于要求高疲劳性能的零件(例如承受振动载荷的叶片)是理想的。

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