文章标题:Mo、Zr 元素对新型α+β钛合金显微组织与 力学性能影响研究
文章作者:韩易恒1,陈文韬1,戴锦华1,吴嘉琪1,梅金娜2,唐 斌1,3
关 键 字:Ti575;Mo 含量;Zr 含量;强塑性匹配
文章摘要:
研究了Mo、Zr元素对新型α+β钛合金Ti575显微组织与力学性能的影响。通过真空电弧熔炼获得具
有不同Mo、Zr 含量的Ti575 合金:Ti-5Al-7.5V-0.5Si(Ti575),Ti-5Al-7.5V-1Mo-0.5Si(1Mo),Ti-5Al-7.5V-1Zr-0.5Si(1Zr),
Ti-5Al-7.5V-0.5Mo-0.5Zr-0.5Si (0.5Mo-0.5Zr)。 对 4 种合金进行 940 ℃/1 h 单相区固溶与 550 ℃/6 h 两相区时效处理,并
进行拉伸性能试验与组织表征。 结果表明,随Mo含量增加,Ti575合金片层α与次生α尺寸显著细化;Zr对α相细化
作用弱于Mo, 但降低硅化物形核能, 在Ti575-1Zr合金中观察到大量硅化物析出, 其他成分合金则未观察到。 对于
Ti575-1Mo 合金,Mo 元素起固溶强化作用,同时片层α细化与次生α细化显著缩短位错滑移平均自由程,因而其抗拉
强度(UTS)较 Ti575 合金大幅提升同时伸长率(εf
)有所损失(UTS:Ti575:956 MPa,1Mo:1 046 MPa;εf:Ti575:13.6%,
1Mo:9.4%)。 对于 Ti575-1Zr 合金,相较 Ti575 合金其片层 α 与次生 α未显著细化,其强度提升归因于Zr元素固溶强化
与硅化物析出强化,然而硅化物与基体间应变失配促进孔洞形核,降低伸长率(UTS:Ti575:956MPa,1Zr:995MPa;εf:
Ti575:13.6%, 1Zr:10.8%)。 对于 0.5Mo-0.5Zr 合金,一方面 0.5%(质量分数)Mo 元素在细化 α 片层同时不会使其过于细
小, 另一方面0.5%Zr 元素起固溶强化作用同时避免界面硅化物过度析出。 综合作用下,0.5Mo-0.5Zr合金相较
Ti575 合金强度大幅提升同时塑性损失较小,具备最佳强塑匹配(UTS:Ti575:956MPa,0.5Mo-0.5Zr:1 053 MPa;εf
: Ti575:
13.6%,0.5Mo-0.5Zr: 11.8%) 。