论文部分内容阅读
Ti-6Al-4V(TC4)钛合金具有良好的综合力学性能，被广泛的应用于航空航天、石油化工、船舰汽车等各个领域。本文主要通过致密度分析、硬度分析、金相组织分析、XRD分析、TEM分析及断口形貌分析等方法，比较了冷等静压(CIP)+真空烧结法和冷等静压+真空烧结+热等静压法(CHIP)的优劣，研究了不同含量的Cr元素对TC4合金组织与性能的影响，并对Ti-6Al-4V-2Cr合金进行热处理，优化出最佳的热处理工艺。结果表明：CIP+真空烧结法制备的TC4钛合金致密度较低，较多的不规则孔隙。与CIP+真空烧结法相比，由CHIP法制备的TC4合金组织更加致密，抗拉强度更高、塑性更好。优化出的烧结温度为：真空烧结温度1300℃，热等静压温度940℃。随着Cr元素的增加，TC4合金的致密度逐渐降低。在高温烧结过程中，合金元素Cr并未与Ti元素发生共析反应，可避免生成脆性共析相TiCr2。当Cr元素的含量逐渐增加时，合金的抗拉强度、抗压强度逐渐增大，延伸率逐渐下降。TC4合金的拉伸断口具有较多韧窝和少量解理面，属于解理+韧窝的“混合型”断裂。分析合金的抗拉强度、延伸率及断口形貌可知，由CHIP法制备的Cr含量为2%的TC4合金具有较好的抗拉强度，同时具有一定的塑性，综合力学性能较好。选取不同的固溶温度、时效温度和时效时间对Ti-6Al-4V-2Cr钛合金进行固溶时效处理。试验结果表明：当其它热处理工艺参数一定时，随着固溶温度的升高，Ti-6Al-4V-2Cr钛合金的抗拉强度逐渐升高，延伸率逐渐降低；随着时效温度的升高，Ti-6Al-4V-2Cr钛合金的强度先升高后降低。时效温度为510℃时，合金的抗拉强度相对较高；时效时间为6h时，合金的力学性能相对较好。要使钛合金具有较高的抗拉强度，同时保持较好的塑性，分析试验数据，较为合适的热处理工艺为：固溶处理930℃×30min×水冷(WQ)；时效处理510℃×6h×空冷(AQ)。