PDF《冷却速度对 VST55531 钛合金的显微组织和力学性能的影响》

1 100 MPa 左右,而合金经水冷和空冷后的 抗拉强度较炉冷提高分别约为

300 MPa 和400 MPa. 经900 ℃固溶水冷和空冷的合金,强度都达到

1 400 MPa,而且相差幅度不大,但合金塑性很差,尤其是 水冷试样的 A 和Z仅为 1.0%和2.5%,发生了明显的 脆断现象. 经850 ℃固溶空冷的合金强度在

1 300 MPa 以上,而A和Z分别为 9.0%和23.0%,具有良好的强 塑性匹配. 表2VST55551 合金经热处理后的力学性能 Table

2 Properties of VST55531 alloys after different heat treatments Heat treatment conditions Rm/ MPa Rp0.2/ MPa A/ % Z/ % (820 ℃,

1 h, WQ) +(580 ℃,

4 h)

1 425

1 390 7.0 16.5 (820 ℃,

1 h, AC) +(580 ℃,

4 h)

1 370

1 340 9.0 23.0 (820 ℃,

1 h, FC) +(580 ℃,

4 h)

1 085

1 040 17.5 48.5 (900 ℃,

1 h, WQ) +(580 ℃,

4 h)

1 405

1 375 1.0 2.5 (900 ℃,

1 h, AC) +(580 ℃,

4 h)

1 400

1 365 4.0 6.0 (900 ℃,

1 h, FC) +(580 ℃,

4 h)

1 140

1 055 12.5 22.5 合金在

820 ℃固溶时具有较大的强度和较强的塑 性匹配,产生这种现象的原因是因为合金在两相区固 溶时会生成一定量的球状初生α相,使得合金中β相的 α稳定元素减少,稳定了β相.合金在水冷时,这些β 相就可以保留到室温,在随后的时效中析出高度弥散 的次生α相,提高了合金的强度.合金在空冷时,只有 部分β相保留到室温,在冷却过程中,α相沿初生α相 颗粒边界析出,使初生α颗粒粗化,亚稳β相析出次生 α相的含量比水冷的低, 这就是空冷时合金的强度低于 水冷时的强度,但塑性却高于水冷时的塑性的原因. 合金炉冷时, 初生α相更为粗大, 导致合金的强度最低, 而塑性最高. 2.3 拉伸断口形貌分析 合金在

820 ℃和900 ℃固溶空冷及时效处理后的 拉伸断口见图 3. 中国有色金属学报

2010 年10 月s688 图3VST55531 合金热处理后的拉伸断口 SEM 形貌 Fig.3 SEM images of tensile fracture graphs for VST55531 alloys after heat treatment: (a), (b) (820 ℃,

1 h, AC)+(580 ℃,

4 h, AC);

(c), (d) (900 ℃,

1 h, AC)+(580 ℃,

4 h, AC) 从宏观断口观察可知:在820 ℃固溶空冷及时效 处理拉伸的断口,其芯部断口形貌表现为以韧性断裂 的韧窝开裂和局部地方形成的准解理断裂的混合型断 裂,表明此时合金的塑性较好(见图 3(a)和(b)).合金 在900 ℃固溶后,得到的是魏氏体组织,拉伸试样都 无明显的缩颈,断口粗糙,在空冷条件下得到的试样 其断口有较大的解理平面存在(见图 3(c)). 合金空冷后 的拉伸断口则以穿晶断裂为主,伴有部分沿晶断裂, 并出现了明显的解理平台, β晶粒........