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金属间沉淀物在Ti-62222S中的作用

Ti-62222-0.23wt.%Si样品在1150°F至1500°F的温度范围内进行热处理和老化,以期实现α的选择性沉淀2沉淀物和硅化物(即 Tix锆5-x四3).通过三种不同的微观结构条件评估了这些金属间沉淀物对力学性能和断裂形态的影响:Ti-62222S,α2沉淀,Ti-62222S,α2和硅化物沉淀物,以及具有硅化物沉淀物的Ti-62222S。两种类型的金属间沉淀物似乎都会降低断裂韧性,但α2促进晶间断裂,而硅化物导致晶间断裂和凹陷。α的综合存在2硅化物会导致混合模式故障。此外,由于 α2存在于α相中,硅化物在β相中沉淀出来,似乎这些金属间化合物在Ti-62222S中的作用是相加的,而不是协同的。

金属间沉淀物在Ti-62222S中的作用

Ti-62222s合金组织遗传与演化规律,分析了不同热处理状态下材料的组织与相的变化以及其对力学性能的影响。研究表明,对锻态为完全等轴组织的Ti-62222s合金,在较低的温度(880℃、820℃)固溶处理后,合金微观组织中变化不大只有次生α相有一定的变化,合金组织仍为等轴组织;在940℃/ 1h FC热处理后,合金组织演变为双态组织。通过双重固溶热处理,在得到适量条状α的前提下,保留合金的时效强化能力;在相同的一次固溶工艺下,随着二次固溶冷却速率的下降,合金中初生等轴α相变化不明显,条状α相含量增加,α条变宽,β基体明显减小;随着二次固溶温度的降低,在相同的二次固溶冷却速率下,合金中条状α相含量明显减少,特别是在低的二次固溶冷却速率时条状α的宽度增加越多;在一次固溶后炉冷,二次低温固溶后空冷,可以保证合金的时效强化效果,保留足够的等轴α相和一定量的条状α,但是条状α相的长宽比较大,容易穿晶断裂,不利于韧性更好的发挥;

Ti-62222s合金双重热处理后,材料屈服强度*大值出现在800℃为915 MPa,*小值出现在860℃为397.5 MPa,抗拉强度在900℃达到*大值1130 MPa,材料塑性性能指标断面收缩率和断后伸长率的*大值分别出现在860℃和900℃,该材料硬度*大值和*小值分别出现在940℃和880℃,硬度变化的拐点分别出现在830℃和920℃;

Ti-62222s合金双重热处理+时效热处理(三重热处理)后材料的微观组织形貌为网篮交错的条状α的β相转变基体和少量的等轴α相,材料的室温力学性能随时效温度的变化变化不大,拉伸断口形貌为韧性断裂的断口,存在韧窝;二次固溶温度对相演变的影响为随着热处理中二次固溶温度的降低相的变化规律为:α"→α(920℃≤二次固溶温度℃≤940℃),α"→α+β(二次固溶温度℃≤920℃);

由Ti-62222s合金时效热处理后XRD衍射分析表明,不同温度时效热处理后合金的相组成为α相和β相,由于合金元素含量较高,α相晶格参数由2.9505×4.6826nm畸变为2.926×4.686nm,即a值明显减小,c值变化不明显。不同温度固溶时,合金的晶格参数变化不大。