TB8冷轧板材的组织演化与力学性能研究

发布时间：2018-05-13 01:11

  本文选题：TB8钛合金 + 显微组织　； 参考：《哈尔滨工程大学》2016年博士论文

【摘要】：TB8钛合金是一种高强钛合金,由于具有良好的冷成型性能、耐蚀性能及热处理工艺性能,可以用作航空航天领域的结构件和复合材料的基材。本文以TB8合金为研究对象,系统地研究了轧制变形过程中的组织转变及热处理热处理工艺对冷轧板材的组织和性能的影响。研究了轧制变形对TB8合金显微组织、织构演变及力学性能的影响,结果表明:随着变形量的增加,晶粒细化,同时,冷轧变形量50%时,初始的{110}001织构向α纤维织构({112}110,{113}110)转变,{113}332向{001}110织构转变,变形量增加至67%后,α纤维织构增强,并出现γ纤维织构,变形量达到83%时,γ纤维织构进一步增强。组织细化和织构演变的协同作用,特别是α纤维织构和γ纤维织构增强使得板材的强度和硬度得以提高。对变形量50%的TB8板材在不同温度退火过程中的组织、性能转变进行了研究。结果表明:750℃以下退火lh时,组织没有发生再结晶转变,主要织构组分仍为{001}110、{113}110、{112}110。退火过程中ω相和α相的析出及位错等亚结构大量消失的协同作用使板材的抗拉强度随退火温度的升高出现降低—升高—降低的变化规律,塑性的变化与强度呈相反趋势。分析了冷轧变形量50%的TB8板材在780℃不同时间退火时的再结晶过程。变形量50%的冷轧TB8板材再结晶的形核机制为亚晶合并机制。780℃的再结晶过程可用JMAK方程描述,Avirami指数为2.296,再结晶的激活能为211.08 KJ·mol-1。再结晶织构的形成受“定向形核”和“定向生长”共同作用,冷轧板材形成的{113}110织构有明显的遗传特性,再结晶织构有沿{113}晶面扩展形成面织构的趋势。探讨了再结晶温度以上组织的变化规律,再结晶晶粒的长大过程可用Sellars模型进行描述,温度区间为800℃至950℃退火l0min至90min时,n的平均值为3.252,晶粒长大激活能平均值为186.56KJ/mol。再结晶晶粒长大后,织构沿{113}晶面进一步扩展形成了{113}uvw织构。退火温度超过900℃时,板材性能显著降低。分析了不同固溶时效处理对TB8冷轧板材组织及力学性能的影响。结果表明:TB8合金的性能对组织非常敏感。冷轧变形存在的结构缺陷促进了相变温度以下固溶条件下晶内α相的产生,形成的α相对时效过程中的组织转变有显著影响。α相的数量越多,尺寸越细小,利于获得更好的强度与塑性。通过双重时效处理,借助ω相的辅助成核作用,可显著细化析出次生α相并提高其体积分数,从而显著提高板材的综合力学性能,当采用845℃固溶,400℃及550℃双重时效的热处理工艺时,TB8板材的抗拉强度可达1510MPa,延伸率可达16.5%。
[Abstract]:TB8 titanium alloy is a kind of high strength titanium alloy. Because of its good cold forming property, corrosion resistance and heat treatment process property, it can be used as the base material of structure and composite material in the field of aeronautics and astronautics. In this paper, the microstructure transformation during rolling deformation and the effect of heat treatment on the microstructure and properties of cold-rolled sheet were systematically studied with TB8 alloy as the research object. The effect of rolling deformation on microstructure, texture evolution and mechanical properties of TB8 alloy was studied. The initial {110} 001 texture changed to 伪 -fiber texture ({112} 110, {113} 110), and {113} 332 to {001} 110 texture. When the deformation increased to 67%, the 伪 -fiber texture increased and 纬 -fiber texture appeared. When the deformation reached 83%, the 纬 -fiber texture was further enhanced. The synergistic effect of microstructure refinement and texture evolution, especially the enhancement of 伪 -fiber texture and 纬 -fiber texture, enhances the strength and hardness of the plate. The transformation of microstructure and properties of 50% TB8 sheet during annealing at different temperatures was studied. The results show that there is no recrystallization transition in the microstructure after annealing at below: 750 鈩，

本文编号：1880974