点式锻压激光修复TC11锻件组织与性能研究

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TC11钛合金作为一种具有优异综合性能的热强型α+β双相钛合金,普遍地被使用于各国航空航天等领域。本文应用点式锻压激光修复技术对TC11轧制件进行修复,并对修复件进行了不同的热处理工艺,通过对比实验的研究方法,系统的阐述与分析了点式锻压激光修复TC11钛合金热处理前后的晶内微观组织、三个区域显微硬度以及室温横向与纵向拉伸力学性能的变化。首先对TC11钛合金试样分别应用传统激光熔覆修复技术以及点式锻压激光修复技术修复,观察与分析不同区域微观组织。结果表明:点式锻压激光修复后的TC11钛合金整体由修复区、热影响区以及基体区组成,修复区中分布着均匀且细小的等轴晶且点式锻压激光修复层中存在着连续变化的组织,热影响区中的组织随着与修复区的距离越远,从网篮组织过渡到等轴组织。基体区中分布着均匀的等轴组织。其次对点式锻压激光修复TC11钛合金修复试样进行不同温度的热处理实验,结果表明:高于650℃的热处理温度会使修复区中原有的α相有不同程度的粗化球化现象,当热处理温度高于900℃时,等轴晶晶界α相断开,热影响区等轴组织边界的板条α相随着退火温度的越高,其体积分数与尺寸越大。最后对原始态以及不同热处理工艺下的点式锻压激光修复TC11试样进行三个区域的显微硬度测试,结果表明:原始态整体修复试样的显微硬度自点式锻压激光修复区至基材区成逐渐下降趋势,经过热处理后的整体显微硬度除经过时效的两组,其余均高于原始态,980℃/2h/AC+530℃/6h/AC热处理制度对应的显微硬度最低。室温横向与纵向拉伸力学性能测试结果表明:纵向的点式锻压激光修复拉伸试样断裂于基体区且塑性与抗拉强度均低于基体区与修复区,断裂方式为准解理的穿晶断裂。横向的点式锻压激光修复拉伸试样其断裂位置在整个拉伸试样的中间且由于修复区对基体区的强化导致整体的抗拉强度较基体有大幅提升,其断裂方式为韧窝断裂与准解理断裂的混合断裂形式。但是经过热处理后的横、纵两个方向的修复拉伸试样的拉伸力学性能均低于原始态。
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