金屬Sc對鈦合金組織與性能的影響.pdf

1、本文采用真空電弧熔煉技術制備了一系列成分的Ti-Sc二元合金、Ti-Al-(Sc)合金以及Ti-6Al-4V-(Sc)合金.借助光學金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、顯微硬度計、X射線衍射技術(XRD)等手段分析研究了各成分合金鑄態(tài)顯微組織及顯微硬度、退火后淬火態(tài)顯微組織及顯微硬度、鑄態(tài)及退火后淬火態(tài)合金的相分析,分析討論了各成分合金的組織演變規(guī)律,初步探討了金屬Sc對各成分合金鑄態(tài)組織性能以及組織演變規(guī)律的影響.通過研究,

2、得到如下結論:在鑄態(tài)Ti-Sc二元合金中,隨著Sc含量的減少,合金組織由螺旋狀組織、片層簇狀組織逐漸變?yōu)榈湫偷碾p相組織;少量金屬Sc(2﹪~5﹪)明顯細化了鈦合金的顯微組織;金屬Sc均固溶于Ti中,形成了Ti-Sc互溶的固溶體,未形成Ti-Sc金屬間化合物;Sc含量為2﹪時,鑄態(tài)Ti-Sc二元合金的顯微硬度達到最高值.在鑄態(tài)Ti-Al-(Sc)合金中,金屬Sc的添加減少了魏氏組織的體積分數(shù),明顯細化了合金的顯微組織;合金中存在的相為α-

3、Ti以及密排六方結構的Ti<,3>Al相和立方結構的Al<,3>Sc相;經(jīng)不同溫度下退火后淬火處理,組織明顯細化,合金組織中存在著針狀α馬氏體相,以及一定體積分數(shù)的塊狀α相,并且隨退火溫度的降低,α相的體積分數(shù)有所增加;經(jīng)β相區(qū)溫度下退火后淬火處理,金屬Sc的添加保留了大量的針狀α馬氏體相,對α相具有一定的穩(wěn)定化作用.金屬Sc明顯細化了鑄態(tài)Ti-6Al-4V合金的顯微組織,組織中主要存在的相為α-Ti和密排六方結構的Ti<,3>Al相.

4、金屬Sc的添加使α-Ti的低角度衍射峰強度變?nèi)?使高角度的衍射峰強度變強.金屬Sc的固溶強化作用使Ti-6Al-4V合金中α片層相的顯微硬度明顯提高,當Sc含量為0.3﹪時,α片層相的顯微硬度值最高,約513(HV0.01),而Sc含量為0.1﹪時β相的顯微硬度值較高,約446(HV0.01).與鑄態(tài)相比,退火后淬火處理的合金組織得到了細化.金屬Sc具有一定的穩(wěn)定針狀α馬氏體相的作用.退火后淬火處理合金的XRD衍射譜中,α-Ti的某些衍