超塑成形及熱處理對(duì)TC21鈦合金組織演變的影響

TC21鈦合金是一種高強(qiáng)高韌高損傷容限鈦合金，具有良好的強(qiáng)度塑性斷裂韌度和較低的裂紋擴(kuò)展速率。TC21鈦合金的顯微組織決定其使用性能和力學(xué)性能，通過形變熱處理能有效地改善其顯微組織，從而達(dá)到較好的性能。鈦合金的超塑性成形技術(shù)是利用材料在超塑性狀態(tài)下的優(yōu)異變形性能而發(fā)展起來的一種技術(shù)。當(dāng)鈦合金處于超塑性狀態(tài)時(shí)其流動(dòng)性能好，易于填充，從而容易成形出復(fù)雜的合格零件。與普通鍛態(tài)顯微組織不同的是，經(jīng)過超塑變形后的試樣變形區(qū)明顯發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，顯微組織明顯粗化，從而影響其性能。南昌航空大學(xué)董洪波等人對(duì)超塑變形后的TC21鈦合金進(jìn)行熱處理，研究了其組織演變規(guī)律。超塑性拉伸試驗(yàn)采用CMT4104微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，試樣為5 mm×15 mm的標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣，通過電阻爐加熱保溫。TC21鈦合金在不同條件下超塑拉伸變形后，進(jìn)行900℃×1 h/AC+590℃×4 h/AC雙重退火熱處理，用光學(xué)顯微鏡觀察試樣顯微組織。結(jié)果表明，當(dāng)變形溫度在890～960℃時(shí)，TC21鈦合金的伸長(zhǎng)率隨變形溫度的增加先增加后減少，最佳超塑性變形溫度為910℃;TC21鈦合金在α+β相區(qū)超塑變形，然后在α+β相區(qū)雙重退火處理后得到雙態(tài)組織;在準(zhǔn)β區(qū)進(jìn)行超塑變形、α+β相區(qū)雙重退火處理后得到網(wǎng)籃組織。