退火处理对Ti-55531钛合金组织与性能的影响
李志燕",2
夏晓洁
吴国清黄正
（1北京航空材料研究院，北京100095）（2北京航空航天大学，北京100191）
文摘对退火处理后的Ti-55531钛合金α片层宽度、β晶粒尺寸、晶界α相不连续度和针状α相比例等特征进行了定量表征和统计分析，探讨了随着退火温度的升高，Ti-55531钛合金显微组织及其力学性能的相关性。结果表明，在β相区退火处理，退火温度的升高将引起晶内α片粗化长大，平均β晶粒尺寸从86μum 增大到210um，晶界不连续度降低，针状α相的相比例先降低后升高。β晶粒尺寸与延伸率、静韧度、裂纹形成功负相关，与裂纹扩展功正相关；晶界不连续度与静韧度正相关；针状α相比例与屈服强度正相关。
关键词近β钛合金，退火，显微组织，统计
中图分类号：TG14
DOI;10.3969/j. issn. 10072330.2015. 03. 012
EffectsofAnnealingTreatmentonMicrostructuresandMechanical
Propertiesof Ti-55531TitaniumAlloy
LI Zhiyan'-2XIA Xiaojiel
WUGuoqing"
HUANG Zheng
(1 Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095)
(2 School of Materials Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100191)
AbstractThe relationships between microstructures and mechanical properties of Ti55531 titanium alloy were investigated, by using statistic analysis on the microstructure characteristics, such as width of α platelet, β grain size, grain boundary α discontinuity and volume fraction of α phase. The results show that,with the increase of the temper ature of annealing, the average β grain size increases from 86 μm to 210 μm, grain boundary α discontinuity decrea-ses, the volume fraction of needle-like α phase decreases first and then increases. The extension rate, statics tough-ee Statics toughness is positive correlated with the grain boundary α discontinuity. There is a positive correlation between the volume fraction of α phase and yield strength.
KeywordsNearβtitanium alloy,Annealing,Microstructure,Statistics
0引言
Ti-55531钛合金是法国AIRBUS公司和俄罗斯 VSMPO公司共同开发的新型近β钛合金[1-2]，其名义成分为Ti-5AI-5Mo-5V-3Cr-1Zr。该合金具有高比强度，良好的断裂韧性和强塑性匹配，已用于空客 A380发动机挂架和机翼间的连接装置[3-4]。与Ti-1023相比，Ti-55531合金具有更好的淬透性，较宽的加工温度范围，不会产生明显的成分偏析[5-6]。波音公司专利7]认为高强高韧钛合金在β相区退火加时效处理，可获得更好的强塑性匹配，并指出在相同条
收稿日期：2015-03-30
件下，较低冷速能有效提高塑性与断裂韧性。付艳艳等[8]研究冷却速度对Ti-55531钛合金组织和性能的影响，结果表明随冷却速度的降低，强度有降低趋势而塑性提高。而关于Ti-55531钛合金热处理工艺与显微组织特征、力学性能之间的定量关系尚未见诸报道。文献[9中指出连续晶界α相对力学性能有不利影响，导致合金塑性和冲击性能的降低。
本文针对钛合金α片层宽度、β晶粒尺寸和α 相的相比例等显微组织特征，采用不连续晶界α相长度与晶界总长度之比定义为晶界α相不连续度，
作者简介：李志燕，1982年出生，碳士，工程师，主要从事钛合金材料技术研究。E-mail：lizhiyan_2006@126.com
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万方数据
宇航材料工艺
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2015年第3期