PDF《冷却速度对 VST55531 钛合金的显微组织和力学性能的影响》

第20 卷专辑

1 中国有色金属学报

2010 年10 月Vol.

20 Special

1 The Chinese Journal of Nonferrous Metals Oct.

2010 文章编号:1004-0609(2010)S1-s0685-05 冷却速度对 VST55531 钛合金的显微组织和力学性能的影响 付艳艳,惠松骁,叶文君,米绪军,于洋(北京有色金属研究总院 有色金属材料制备加工国家重点实验室,北京 100088) 摘要:研究不同冷却速度(水冷、空冷和炉冷)对VST55531 合金的显微组织和拉伸性能的影响.结果表明:合 金分别经

820 ℃和900 ℃固溶处理及

580 ℃时效后,其强度随冷却速度的减小而逐渐降低,塑性逐渐升高.合金 在900 ℃固溶的组织为粗大β晶粒的魏氏组织,其固溶水冷和空冷及时效后获得的强度最高,达到

1 400 MPa. 合 金经

820 ℃固溶及时效后,获得双态组织,且塑性较好;

经820 ℃,1 h 固溶空冷和

580 ℃,4 h 时效的合金,具 有较高的强度和较好的塑性匹配. 关键词:VST55531 钛合金;

冷却速度;

强度;

塑性 中图分类号:TG146.4 文献标志码:A Effects of cooling rate on microstructure and properties of VST55531 alloy FU Yan-yan, HUI Song-xiao, YE Wen-jun, MI Xu-jun, YU Yang (State Key Laboratory for Fabrication Processing of Nonferrous Metals, General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China) Abstract: The microstructures and tensile properties of VST55531 alloys with different cooling rates were studied, including water cooling, air cooling and furnace cooling. The results show that when the cooling rate gets slower, the strength decreases while the plasticity increases. When the alloy is solution treated at

900 ℃ and then aged, the main microstructure is Widmanstatten with coarse β grain and the strength can reach

1 400 MPa with water cooling and air cooling methods. When the alloy is solution treated at

820 ℃ and then aged, the microstructure is bi-modal with good plasticity. The alloy has better balance of strength and plasticity under aging treatment of

820 ℃,

1 h solution (air cooling) and

580 ℃,

4 h. Key words: VST55531 titanium alloy;

cooling rate;

strength;

plasticity 钛合金因具有比强度高、耐腐蚀性强等优点,近 年来已被广泛应用于航空、航天领域,迅速发展成为 具有强大生命力的新型关键结构材料,具有非常重要 的应用价值和广阔的应用前景[1] . 在航空航天工业中, 钛合金是飞机和发动机的主要结构材料之一.钛合金 在飞机上使用可以减轻质量,提高结构效率,降低飞 行成本,因此,钛合金在飞机的某些部位逐渐替代了 钢、铝合金和镍基超合金,成为航空工业大型结构件 的理想材料[2] .目前,传统的高强高韧钛合金主要有 美国研制的近β型钛合金 Ti-1023 和俄罗斯研制的 BT22[3?5] 等.随着航空航天业的迅速发展,新型的高 强高韧钛合金也在迅速得到开发和应用,新型高强高 韧钛合金有美国研制的 Timetal555[6?7] 和俄罗斯与法 国空客联合开发的 VST55531 合金. VST55531 钛合金 是一种新型β型钛合金,其名义成分为 Ti-5Al-5Mo- 5V-3Cr-1Zr[8?9] .据报道,这种新型钛合金具有良好的 断裂韧性和高强度匹配特性,比较适用于机翼和发动 机挂架之间连接装置的制造,现已应用在 A380 空客 通信作者:付艳艳;

电话:010-82241162;

E-mail: [email protected] 中国有色金属学报

2010 年10 月s686 飞机上. 为了进一步了解 VST55531 合金的性能特点, 满足我国航空业的需求,本文作者主要研究冷却速度 对该合金的显微组织和力学性能的影响.