α+β两相钛合金元素再分配行为及其对显微组织和力学性能的影响

• 作者: 宗亚平 张仕林 杨锐 雷家峰 马英杰 黄森森 齐敏
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: α+β钛合金 元素再分配 显微组织 纳米压痕
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 页码范围: 741-750
• 页数: 10页
• 分类号: TG146
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2018.00460

摘要

研究了两相区固溶温度及固溶后冷速对Ti-6A1-4V (TC4)合金元素再分配行为的影响,利用EPMA技术表征了初生α相(αp)以及β转变区域(βt)的元素浓度,考察了βt显微组织尺寸随固溶温度及元素浓度的变化.结果 表明:随着固溶温度升高,βt区域元素浓度变化显著,表现为Al含量升高、V含量降低,而αp晶粒中元素浓度变化较小,导致两区域元素浓度差异减小;同一固溶温度下,以不同冷却方式(水冷、空冷及炉冷)冷却的显微组织及元素分布显示,冷却速率越低,αp比例越高,αp与βt之间元素浓度差异越明显.合金经固溶水冷、空冷后,βt分别为淬火马氏体、次生α相(αs)+残余β相,2种冷速下βt的显微组织尺寸均与高温β相内的元素浓度水平有关,即βt内部显微组织尺寸受固溶温度的显著影响.利用纳米压痕技术表征了不同固溶温度下微区域(αp、βt)的力学特征,结果表明,密排六方(hcp)晶格αp本身呈现的力学行为的各向异性对其纳米压痕性能起决定性作用,而βt的弹性模量及硬度主要受αs片层尺寸的影响.最后讨论了“固溶温度-微区元素浓度-微区显微组织-微区力学性能”之间的关系.