Ti60高温钛合金的超塑性拉伸行为及组织演变.pdfVIP

《热加工工艺》2014年7月第43卷第14期

在CSS．1110C型非恒定应变速率电子拉伸机上进不断减小．但是在较高温度范围内流动应力随温度

行，夹头移动速度在0．1~300mm／min内连续可调。升高而减小的趋势减缓。随温度升高，激活能增大，

超塑性拉伸试样为全国第二届超塑性学术会议推荐晶界滑移、原子扩散等都更加容易进行，故而动态软

的棒状试样，试样标距部分的尺寸为k5mmxl5mm。化效应增强。但在高温区接近相变点时，细小的oL

试验过程采用计算机控制，自动采集数据。相(密排六方结构)消失，B晶粒长大明显，引起合金

试验前在试样上涂上FR5玻璃润滑剂使其在的超塑性能下降，不利于软化行为。

加热及拉伸过程中得到防护。试样加热采用电阻炉，2．2拉伸应变速率对超塑性能的影响

最高加热温度1100℃，工作区温度误差≤±3℃。试应变速率对超塑性能也有重要影响。在最佳超

样拉断后立即水淬以保留其高温组织，然后取夹头塑性温度980℃，分别以6．7x10-5,3．3xlO~,3．3xlO。、

部分及断口附近的横截面进行金相组织观察。3．3xlO。S的初始应变速率进行超塑性拉伸试验，试

验结果如图3所示。可看出，随应变速率的变化，伸

2试验结果及分析

长率在220％~527％变化．伸长率先随应变速率增

2．1拉伸温度对超塑性能的影响大而增大，在初始应变速率为3．3xlO。S时，伸长率

钛合金的最佳超塑性变形温度与相变点温度一达到最大值，6=527％，随应变速率继续增大，伸长率

般是有一定联系的，通常最佳超塑性变形温度都比下降。应变速率过大，位错密度增加较快，位错塞积，

相变点温度低40~80℃[9]。故选定以0．005nlm／s的同时扩散蠕变进行不充分，晶界滑移受阻，各种应力

恒定拉伸速度(初始应变速率为3．3xlO。S)，测定在集中使试样产生裂纹很快达到断裂。反之，应变速率

9401000℃内Ti60合金的超塑性能。伸长率及流过小，试验时间过长，氧化严重，且再结晶晶粒长大

动应力随拉伸温度的变化规律如图2所示。在严重，也会影响超塑性。合理的应变速率使晶界滑

9401000℃内，材料均具有超塑性，伸长率在移、扩散以及动态再结晶等过程具有足够的时间完

307％~527％之间明显变化。伸长率先随温度升高成，在不致使晶粒过分长大及试样过分氧化的情况

而增大，在980℃时达到最大值，6=527％。随温度继下，促进超塑性变形。

续升高。伸长率下降。以上结果表明。Ti60合金的超

塑性温度范围较宽。

如图2(a)曲线所示，在940~980℃内，合金伸

长率随温度的升高，出现峰值．这主要是因为温度升

高可以提高原子的自由能，原子运动剧烈，物质迁移

速度加快，促进晶界的滑移、位错的运动和扩散蠕

变。但温度过高时，晶粒组织粗化，试样表面氧化严

重，影响超塑性能。

如图2(b)曲线所示，流动应力随温度的升高而应变速率／(1O~s1

图3应变速率对超塑性的影响r试验温度980~C)

Fig．3Theeffectofstrainrate0nsuperplasticityat980~C

如图3(b)所示，随应变速率的不断变化，流动应