TB8冷軋板材的組織演化與力學性能研究.pdf

1、TB8鈦合金是一種高強鈦合金，由于具有良好的冷成型性能、耐蝕性能及熱處理工藝性能，可以用作航空航天領域的結構件和復合材料的基材。本文以 TB8合金為研究對象，系統(tǒng)地研究了軋制變形過程中的組織轉變及熱處理熱處理工藝對冷軋板材的組織和性能的影響。
　　研究了軋制變形對 TB8合金顯微組織、織構演變及力學性能的影響，結果表明：隨著變形量的增加，晶粒細化，同時，冷軋變形量50％時，初始的{110}<001>織構向α纖維織構({112}<1

2、10>,{113}<110>)轉變，{113}<332>向{001}<110>織構轉變，變形量增加至67%后，α纖維織構增強，并出現(xiàn)γ纖維織構，變形量達到83%時，γ纖維織構進一步增強。組織細化和織構演變的協(xié)同作用，特別是α纖維織構和γ纖維織構增強使得板材的強度和硬度得以提高。
　　對變形量50%的TB8板材在不同溫度退火過程中的組織、性能轉變進行了研究。結果表明：750℃以下退火1h時，組織沒有發(fā)生再結晶轉變，主要織構組分仍為{

3、001}<110>、{113}<110>、{112}<110>。退火過程中ω相和α相的析出及位錯等亞結構大量消失的協(xié)同作用使板材的抗拉強度隨退火溫度的升高出現(xiàn)降低—升高—降低的變化規(guī)律，塑性的變化與強度呈相反趨勢。分析了冷軋變形量50%的TB8板材在780℃不同時間退火時的再結晶過程。變形量50%的冷軋TB8板材再結晶的形核機制為亞晶合并機制。780℃的再結晶過程可用JMAK方程描述，Avirami指數(shù)為2.296，再結晶的激活能為21

4、1.08 KJ/mol。再結晶織構的形成受“定向形核”和“定向生長”共同作用，冷軋板材形成的{113}<110>織構有明顯的遺傳特性，再結晶織構有沿{113}晶面擴展形成面織構的趨勢。探討了再結晶溫度以上組織的變化規(guī)律，再結晶晶粒的長大過程可用Sellars模型進行描述，溫度區(qū)間為800℃至950℃退火10min至90min時，n的平均值為3.252，晶粒長大激活能平均值為186.56KJ/mol。再結晶晶粒長大后，織構沿{113}晶面

5、進一步擴展形成了{113}織構。退火溫度超過900℃時，板材性能顯著降低。
　　分析了不同固溶時效處理對TB8冷軋板材組織及力學性能的影響。結果表明：TB8合金的性能對組織非常敏感。冷軋變形存在的結構缺陷促進了相變溫度以下固溶條件下晶內α相的產生，形成的α相對時效過程中的組織轉變有顯著影響。α相的數(shù)量越多，尺寸越細小，利于獲得更好的強度與塑性。通過雙重時效處理，借助ω相的輔助成核作用，可顯著細化析出次生α相并提高其體積分