TC11钛合金属于马氏体型的α+β型热强钛合金，其名义成分为Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si。它拥有比强度高，中温机能好，耐侵蚀机能好，委顿强度大蹬着点，且可热处置强化，是造作航空发起机，高压压气机盘以及叶片等的重要资料，也被用于造作飞机上的沉要承力部件[1，2] 。合金内部组织决定了其最终的使用机能，合理的组织描摹组合可很大水平上改善资料的力学机能[3] 。本文通过设计分歧的热加工及热处置工艺获得了分歧的显微组织描摹，钻研分析了显微组织对TC11钛锻件室温拉伸机能的影响。

1、试验资料与步骤

试验用资料为西部钛业有限责任公司出产的TC11钛合金棒材，相变点为1005℃～1010℃。试验用原资料通过分歧的热加工或热处置工艺造取分歧的显微组织描摹，显示金相组织所用侵蚀剂为10%HF+30%HNO₃ +70%H₂O，侵蚀后在Stemi2000型显微镜进行组织观察，并利用Image-ProPlus软件进行初生α相含量定量表征 ；随后进行室温拉伸机能测试，拉伸试样按GB/T228-2002《金属资料室温拉伸试验步骤》加工成Φ5mm的尺度试样并在1185型资料试验机上进行试验。

2、试验了局及会商

2.1 α_p对TC11力学机能的影响

图 1 为 不 同 等 轴 α_p含 量 的 TC11 退 火 态 组 织，经Image-ProPlus软件进行初生α_p相含量定量表征，等轴α_p相含量顺次为 ：44%、39%、32%、40%。从图1能够看  出，H1、H2、H3初生α_p相含量呈递减趋向 ；H4等轴α p相含量与H2大体相当，但其尺寸、散布存在差距。H2试样内部α_p晶粒尺寸均匀一致，而H4试样内部存在显著的“双 套组织”，及存在两种尺寸级此外等轴α晶粒。

图2给出了H1、H2、H3三种TC11钛锻件室温拉伸机能与等轴α_p相含量的对应关系。由图2能够看出，随着等轴α_p相含量的增长，资料的强度降低，塑性略微升高。这是由于随着资料内部等轴α_p相含量的增长，β转变体含量削减，以至α/β相界面含量降落，对于位错的钉扎作用减弱，降低了资料的强度，并提升了资料的塑性 ；另表，随着等轴α_p含量的增长，资料内部的合金元素分配效应加剧，意味着此时β转变体内部α片层的Al含量降低，导致β转变体强度的降落，进而导致整体强度的降落，而由于资料的塑性不受屈服行为的影响，重要取决于α晶团的大幼。因而，合金元素分配效应对于塑性的影响极度幼[4]；最后，随着等轴α_p相含量的增长，资料的变形协调性增长，以至塑性略微增长。这三者的综合影响导致随着等轴α_p相含量的增长，资料的强度降低，塑性略微升高。

表1则给出了H2与H4的室温拉伸机能比力。从表1能够看出，H4试样的屈服强度、延长率显著优于H2，抗拉强度及端面收缩率根基相当。从显微组织分析可知，H4试样的晶粒均匀尺寸要幼于H2试样，凭据Hall-Petch公式 ：σ=σ₀ +kd^(-1/2)可知，均匀晶粒尺寸越幼，资料的屈服强度越高。这是由于此时晶界的数量增长，导致位错移动时的阻力增大，使得金属的变形抗力增长 ；另一方面，均匀晶粒尺寸的减幼意味着晶粒数主张增长，以至资料的塑性变形能够分散到更多的晶粒内进行，使得资料的变形协调性上升，以至延长率提高。

2.2 次生片层α相对TC11力学机能的影响

图3中H5、H6为统一退火温度经分歧冷却介质冷却后的显微组织。经Image-ProPlus软件进行初生α_p相含量定量表征，α_p相含量大体相当，约为30%，晶粒尺寸约为14.8μm。从图3能够看出，H5、H6试样次生片层α相状态存在显著差距，H5试样中次生片层α相呈短棒状，长宽比力幼 ；H6试样次生片层为藐幼的针状，长宽比高于H5试样。

表2则给出了H4与H5的室温拉伸机能比力。从表2能够看出，H6试样的强度显著优于H5试样，但其延长率及断面收缩率略有降落。

在α_p含量肯定的情况下，β转变体比例也随之固定。从几何学角度来讲，一样体积下，球形表表积最幼。随着β转变体内部α片层越脱离等轴状，即长宽比越大，意味着其表表积占比也越高，相界面也随之增长。相界面对于位错的钉扎效应限度了位错在晶粒内部的滑移，导致了位错移动时的阻力增大，使得金属的变形抗力增长，从而使得资料强度上升，塑性降落。

3、结论

（1）随着α_p相含量的增长，资料的强度降低，塑性略微升高 ；等轴α_p相均匀晶粒尺寸的降低有利于提高资料的强塑性。

（2）随着次生片层α相长宽比升高，资料的强度上升、塑性降落。

参考文件

[1] 赵民权，董。倘芪露榷訲C11合金组织和机能的影响[J]．金属热处置，2015，40（04）：139-141．

[2] 姚梦，刘勇，朱景川．TC11钛合金双沉热处置工艺设计[J]．热处置技术与设备，2016，37（05）：65-70．

[3] 颜茜，舒鑫柱，祝菲霞，等．TC11钛合金4种典型组织静态力学机能对比钻研[J]．云南大学学报(天然科学版)，2016，38（01）：99-104．

[4] J.C.Williams著．雷霆译．钛[M]．北京 ：冶金工业出版社，2011．

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