亚稳β型Ti-32Nb-5Zr合金在热机械处理中微观组织和力学性能演化

摘要：

低稳定性β钛合金在热机械处理中具有丰富的相变行为,可以用来改善材料微观结构和性能.制备出一种Ti-32Nb-5Zr合金,并研究了合金在同溶、冷轧、冷轧退火和同溶退火后的相组成、微观结构和力学性能.固溶态合金由β和α"两相组成,表明合金β稳定元素含量不足,淬火中发生马氏体相变;合金在加载中出现双屈服,第一屈服对应着应力诱发马氏体相变和马氏体变体再取向,屈服应力约为200 MPa.冷轧可以显著细化合金晶粒,并引入大量的缺陷,如位错、晶界和相界等,缺陷存在抑制了加载中的马氏体相变,显著提高合金强度,冷轧态合金抗拉强度达到748 MPa;冷轧后马氏体取向发生变化,弹性模量最低的[010]α.晶向往轧向偏转,导致冷轧后合金弹性模量南同溶态的66.5下降到40.8 GPa.冷轧态合金中高密度缺陷为α相提供大量形核点,因此在673K退火2h后,合金中存在均匀弥散分布的纳米尺度α相.作为对比,同溶态合金在同样条件退火后的相组成为β和ω相.α和ω相的析出机制不同,通过预处理引入缺陷,可以在随后的热处理中抑制ω相生成并促进α析出.冷轧态的Ti-32Nb-5Zr合金兼具低弹性模量和高强度,在生物医用领域具有良好的应用前景.

关键词：β钛合金、热机械处理、弹性模量、相变、微观结构

所属期刊栏目：45

分类号：TG146.2(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国矿业大学大型仪器设备开放共享基金项目;四川省科技厅应用基础项目

在线出版日期：2022-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1281-1288