【摘 要】
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本文根据β钛合金成分设计准则、Kβ稳定系数、钼当量等经验参数以及电子参数设计了两种β型钛合金,分别为1#近β型钛合金Ti-3Al-5Mo-4V-Fe-2Cr-2Zr;2#亚稳β型钛合金Ti-7.46V-5Mo-3.13Cr-1Zr-3Al。两种合金的钼当量分别为:10.78、12;e/a分别为:4.1075,4.125;（Bo,Md）分别为:（2.78,2.37）、（2.78,2.36）。通过相关
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本文根据β钛合金成分设计准则、Kβ稳定系数、钼当量等经验参数以及电子参数设计了两种β型钛合金,分别为1#近β型钛合金Ti-3Al-5Mo-4V-Fe-2Cr-2Zr;2#亚稳β型钛合金Ti-7.46V-5Mo-3.13Cr-1Zr-3Al。两种合金的钼当量分别为:10.78、12;e/a分别为:4.1075,4.125;（Bo,Md）分别为:（2.78,2.37）、（2.78,2.36）。通过相关理论参数预测合金的密度、相变点、β相组织含量以及变形机制和力学性能。根据相关理论参数确定了合金热处理工艺,设计并实施了两种冷轧工艺:单次冷轧退火和三次冷轧中间退火,进行了多组冷轧退火+固溶时效处理工艺。利用光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）研究了合金组织,测试了合金常温压缩和拉伸性能。结果表明:合金实际相变点与理论相变点相差不大;合金在冷变形过程中产生滑移带,未发生马氏体相变,与（Bo,Md）值预测结果相符,理论参数具有一定指导作用。铸态合金固溶时效后组织中析出大量α相,压缩屈服强度随时效温度的增加而减小,压缩率随时效温度的增加而增大;冷轧后,经三次冷轧中间退火工艺后的合金组织更加均匀,合金塑性有明显提高;合金经单次冷轧退火+固溶时效后,组织中的α相尺寸细小,分布不均匀,合金晶界较粗,次生α相随时效温度的增加或时效时间的延长逐渐分布均匀;合金经三次冷轧退火+固溶时效后组织内析出的α相与单次冷轧退火相比尺寸略大,但分布更为均匀,并且合金晶界较细。1#合金经三次冷轧中间退火+固溶时效后,合金抗拉强度均在1300 MPa以上,抗拉强度最高能达到1670 MPa,合金性能总体呈现的高强度低塑性。2#合金经单次大变形冷轧退火+固溶时效后,抗拉强度最高达到1420 MPa,总体呈现较高的强度和较低的延伸率;2#合金经三次冷轧中间退火+固溶时效后,合金强度有所下降,合金塑性显著增加,经三次800℃/20 min冷轧退火后和500℃/10 h时效后能达到良好的强度和塑性匹配,其抗拉强度为1380 MPa,伸长率为10.8%。综合来看,三次冷轧中间退火工艺要优于单次冷轧退火工艺,经三次冷轧中间退火+固溶时效后,1#合金强度更高,2#合金更具有应用前景。
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