超塑成形及熱處理對TC21鈦合金組織演變的影響

TC21鈦合金是一種高強高韌高損傷容限鈦合金，具有良好的強度塑性斷裂韌度和較低的裂紋擴展速率。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)時其流動性能好，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)董洪波等人對超塑變形后的TC21鈦合金進行熱處理，研究了其組織演變規(guī)律。超塑性拉伸試驗采用CMT4104微機控制電子萬能試驗機，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，TC21鈦合金的伸長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)進行超塑變形、α+β相區(qū)雙重退火處理后得到網(wǎng)籃組織。