TC4和TB2鈦合金低溫力學(xué)行為研究.pdf

1、本文采用拉伸試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、光學(xué)顯微鏡（OM）、X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)，研究了不同熱處理狀態(tài)的TC4和TB2合金在78K~293K溫度范圍內(nèi)的力學(xué)行為，主要包括拉伸性能、沖擊性能、拉伸變形斷裂行為及沖擊斷裂行為。
　　研究結(jié)果表明，隨拉伸溫度降低，退火態(tài)和時(shí)效態(tài)TC4合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均單調(diào)增加，延伸率則是緩慢下降，至78K時(shí)又略有上升。冷熱循環(huán)(153K~393K)對(duì)退火態(tài)TC4

2、合金的低溫拉伸性能具有較明顯影響，隨循環(huán)次數(shù)(最高為500次)增加，TC4合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度增加，延伸率略有升高。SEM觀察顯示，退火態(tài)和時(shí)效態(tài)TC4合金室溫及低溫拉伸斷口形貌皆呈現(xiàn)明顯的韌窩斷裂特征，隨拉伸溫度降低，韌窩變淺且分布的均勻程度降低。TEM分析表明，退火態(tài)TC4合金在室溫至78K溫度范圍內(nèi)的拉伸變形以位錯(cuò)滑移機(jī)制為主；時(shí)效態(tài)TC4合金在室溫至123K的拉伸變形機(jī)制以位錯(cuò)滑移為主，78K則轉(zhuǎn)變?yōu)榛婆c孿生共存。

3、　　隨拉伸溫度降低，固溶態(tài)和時(shí)效態(tài)TB2合金的抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度單調(diào)增加，延伸率單調(diào)下降；SEM觀察表明，固溶態(tài)TB2合金在室溫至123K溫度范圍內(nèi)的拉伸斷口呈現(xiàn)典型的韌窩特征，78K拉伸，表現(xiàn)為沿晶+韌窩的混合斷口；時(shí)效態(tài)TB2合金在室溫至223K溫度范圍內(nèi)的拉伸斷口為沿晶韌窩斷口，173K時(shí)為沿晶斷裂且局部有韌窩，123K拉伸斷口具有解理特征并可見河流花樣及晶面滑移痕跡，78K斷口則為沿晶斷口，韌窩數(shù)量明顯減少。TEM分析顯示，固溶

4、態(tài)和時(shí)效態(tài) TB2低溫變形機(jī)制具有相同的規(guī)律，室溫至123K的拉伸變形機(jī)制以位錯(cuò)滑移為主，78K拉伸時(shí)，變形機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)槲诲e(cuò)滑移與孿生變形共存。
　　沖擊試驗(yàn)結(jié)果表明，隨沖擊溫度的降低，TC4和TB2合金的沖擊吸收能逐漸減小；同一沖擊溫度下的沖擊吸收能，TC4合金退火態(tài)高于時(shí)效態(tài)，TB2合金固溶態(tài)高于時(shí)效態(tài)。退火態(tài)和時(shí)效態(tài)TC4合金的室溫及低溫沖擊斷口均呈現(xiàn)典型的延性斷裂特征，微觀上，韌窩形貌顯著，隨沖擊溫度降低，韌窩深度變淺、分布