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TC11钛合金热压缩过程组织演变规律研究

李玉涛  
【摘要】: 热变形过程中的微观组织演变控制对于优化加工材料的机械性能非常重要,为了进一步了解和控制热加工-组织-性能之间的关系,TC11合金在不同变形温度和变形量条件下微观组织的演变被研究了。本文中,研究了原始态TC11合金的微观组织和机械性能。分别在低于、接近和高于β相变点(950℃、1000℃和1050℃)下进行了热压缩试验,变形量为0~60%。对压缩后的TC11合金微观组织进行了金相显微镜、扫描电镜和透射电镜观察,并利用Image-Pro Plus图像分析软件对微观组织进行了定量表征。 原始组织的扫描照片表明,TC11合金的原始组织为典型的魏氏组织,在大小约5mm的原始β晶粒内分布着聚集的片层α相区。测量的β转变温度为1035℃。室温拉伸试验结果表明具有魏氏组织的TC11合金塑性很差。 TC11合金的高温压缩应力-应变曲线表明,所有的流变曲线都存在一个峰值,随后出现流变软化。随着变形温度的升高,各条件下材料的流变应力逐渐降低。而且,在接近和高于β转变温度(1000℃和1050℃)条件下的流变应力明显低于在β转变温度以下(950℃)压缩的流变应力。 研究表明,变形温度和变形量对微观组织的演变有重要影响。在(α+β)相区(950℃和1000℃),随着变形量的增加,初生片层α相逐渐扭曲破碎,同时在变形过程中发生了α→β的相变。随着压缩程度的增大,组织中软β相的比例增加,但是初生片层α相的厚度减小。当变形量达到30%后,发生了明显的动态再结晶。再结晶的比例随着变形量的增大而增加。当变形量足够大时,微观组织中观察到了β相的再结晶。变形量达到60%时,魏氏组织完全转变成等轴组织。 当热变形温度高于β转变温度时,所有的初生片层α相都转变成了高温β相,经水淬冷却,生成了大量的针状马氏体。当变形量达到30%后,发生了β相的再结晶。随着变形量的增大,再结晶的比例增加,而β相的再结晶晶粒尺寸逐渐减小。


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