在過去的(de)30年中,亞(ya)穩β鈦合(he)(he)(he)(he)金(jin)因具有比α+β鈦合(he)(he)(he)(he)金(jin)更(geng)為優異的(de)成形性(xing)和(he)(he)淬透(tou)性(xing)而得到(dao)越來越多的(de)關注和(he)(he)應用。亞(ya)穩β型(xing)Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn(Ti-15-3)合(he)(he)(he)(he)金(jin)可用于(yu)替代Ti-6Al-4V合(he)(he)(he)(he)金(jin),滿足航空用金(jin)屬薄(bo)板(ban)的(de)需求。該(gai)合(he)(he)(he)(he)金(jin)具有出色的(de)冷成形性(xing),并(bing)且其機械性(xing)能(neng)可以通過改(gai)變時效(xiao)處理工藝進行調控。Ivasishin等人的(de)研究表明,與單時效(xiao)處理相比,雙時效(xiao)處理在改(gai)善(shan)(shan)Ti-15-3合(he)(he)(he)(he)金(jin)彈限強度和(he)(he)抗拉強度的(de)同時,還(huan)可以改(gai)善(shan)(shan)合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)面(mian)縮及(ji)延伸率。
此外,時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)升溫(wen)(wen)速(su)(su)(su)率(lv)對(dui)α相在β基體上的(de)(de)(de)析出(chu)(chu)(chu)有顯(xian)著的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響,采用低(di)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)升溫(wen)(wen)速(su)(su)(su)率(lv),可(ke)以(yi)使(shi)Ti-15-3合金(jin)獲得更好(hao)的(de)(de)(de)淬透性(xing)以(yi)及更高(gao)密度(du)的(de)(de)(de)析出(chu)(chu)(chu)α相。而關于時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)升溫(wen)(wen)速(su)(su)(su)率(lv)結合多重時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)對(dui)固溶(rong)態亞穩(wen)Ti-15-3合金(jin)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響,目前尚未見報(bao)道。為(wei)(wei)(wei)此,Santhosh等人系統的(de)(de)(de)探討了在寬的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)(wen)度(du)范圍內多重時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)與(yu)低(di)的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)升溫(wen)(wen)速(su)(su)(su)率(lv)相結合時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)對(dui)析出(chu)(chu)(chu)α相的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響,并獲得了具有均(jun)勻(yun)細小的(de)(de)(de)晶內α析出(chu)(chu)(chu)相以(yi)及良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)綜合力學性(xing)能的(de)(de)(de)Ti-15-3合金(jin)。實驗(yan)采用的(de)(de)(de)Φ16mm的(de)(de)(de)Ti-15-3合金(jin)棒材(cai)(cai)由GEWick中國(guo)公司提供,原始狀態為(wei)(wei)(wei)固溶(rong)處理(li)態。將棒材(cai)(cai)用電(dian)火花線切割(ge)成6mm厚的(de)(de)(de)薄片(pian),在充氬保(bao)(bao)護(hu)的(de)(de)(de)箱式電(dian)阻爐中進行時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao),時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)升溫(wen)(wen)速(su)(su)(su)率(lv)均(jun)為(wei)(wei)(wei)5℃/min。雙重時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)工藝(yi)為(wei)(wei)(wei)250℃×24h或300℃×10h+350℃~500℃(溫(wen)(wen)度(du)間隔為(wei)(wei)(wei)50℃)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)。與(yu)之對(dui)比的(de)(de)(de)單時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)工藝(yi)為(wei)(wei)(wei):200℃~550℃(溫(wen)(wen)度(du)間隔50℃)保(bao)(bao)溫(wen)(wen)。
研究表明,300℃預(yu)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)可以加(jia)速(su)亞穩(wen)β型Ti-15-3合(he)(he)金的(de)(de)(de)析出進程。而250℃低溫(wen)預(yu)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)可以獲(huo)得更(geng)細小(xiao)(xiao)、更(geng)高密度的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)析出α相(xiang),這是(shi)因為低溫(wen)預(yu)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)為后續的(de)(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)析出提(ti)供了大量均(jun)勻分(fen)布的(de)(de)(de)先驅物。時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度小(xiao)(xiao)于(yu)450℃時(shi)(shi)(shi)觀察微觀組織中(zhong)出現晶界無(wu)析出帶,時(shi)(shi)(shi)效(xiao)溫(wen)度大于(yu)500℃時(shi)(shi)(shi)這種晶界無(wu)析出帶逐(zhu)漸消除。經(jing)300℃×10h+500℃×10h和250℃×24h+500℃×8h的(de)(de)(de)雙重(zhong)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)熱處(chu)理后,合(he)(he)金可獲(huo)得最(zui)好的(de)(de)(de)強塑(su)性匹配。與(yu)500℃單(dan)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)相(xiang)比,250℃+500℃雙時(shi)(shi)(shi)效(xiao)熱處(chu)理后,Ti-15-3合(he)(he)金中(zhong)的(de)(de)(de)析出α相(xiang)更(geng)加(jia)細小(xiao)(xiao),合(he)(he)金的(de)(de)(de)高周疲勞壽(shou)命(ming)增(zeng)加(jia)了四到五倍。
