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Ti-5553合金高溫變形時動態再結晶行為
鈦合金因具有優異的綜合性能在眾多領域得到廣泛應用,尤其是在航空領域。隨著航空工業的迅速發展,新型的高強高韌鈦合金得到迅速開發和應用,Ti-5553合金是由俄羅斯合金BT22F發展而來的一種新型高強度高斷裂韌性鈦合金。與Ti-1023合金相比,該合金具有對偏析不敏感,淬透性好,優異的強度和很高的斷裂韌性等優點,特別適合制造承受巨大應力的零部件,例如起落架。在航空工業中日益受到青睞。
目前,國內已有研究單位逐步開展了對該合金的研究,但相關報道并不多見。研究人員采用Gleeble-1500型熱模擬機,在變形溫度溫度范圍為800~860℃,應變速率為0.1~10s-1的條件下,對Ti-5553合金進行圓柱體等溫壓縮試驗,觀察變形后的微觀組織,探討不同熱變形條件下合金的動態再結晶行為。
試驗用Ti-5553合金名義成分為Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5Fe,熱模擬試樣加工成Φ8mm×12mm的圓柱體,上下端面加工有0.2mm深的潤滑劑凹槽。熱壓縮試驗在Gleeble-1500熱模擬試驗機上進行。溫度為800~860℃,應變速率為0.1~10s-1。試樣壓縮到預定的變形量后水淬,以保留高溫變形組織。壓縮后的試樣沿縱向中心剖開,切取小片樣品。小片樣品經過機械減薄和電解雙噴制成的透射電鏡樣品在JEM-200CX透射電鏡上進行觀察。試驗結果如下:
(1)當應變速率較低時(0.1s?1),應力-應變曲線是典型的動態回復型曲線,表明材料僅發生了動態回復。提高應變速率(1s-1)后,材料發生動態再結晶。
(2)在溫度800~860℃、應變速率0.01~10s-1的范圍內變形,Ti-5553合金表現出多種形核機制,包括晶界弓出形核,位錯塞積形核和亞晶形核。
(3)Ti-5553合金在低于860℃變形時,形核成為動態再結晶過程主要影響因素,860℃變形時,晶核長大則成為動態再結晶的主要影響因素。