显微组织对钛合金强韧性的影响

通过控制热处理工艺条件,使钛合金的组织成为片层组织(lamellar microstructure,LM)和双态组织(bimodal microstructure,BM)两大类,研究了组织类型对其拉伸变形行为和低周疲劳(low cycle fatigue,LCF)行为的影响规律。研究结果表明,BM组织TC21合金的变形,以位错优先在αp相和条状次生α相中的增殖和运动为主导;粗大的LM组织中的退火孪晶改变了部分晶体的取向,增大了断裂前的塑性变形量,使TC21合金发生延性断裂。BM组织Ti600合金中的αp相阻碍LCF裂纹的扩展,消耗较多的LCF裂纹扩展能量,提高了Ti600合金的LCF寿命;热暴露(thermal exposure,TE)过程中,α2相由BM组织中的αp相析出,强化了αp相,导致BM+TE试样的LCF裂纹主要以绕过αp相的方式扩展,而BM试样的LCF裂纹则以切过αp相的方式扩展,裂纹绕过αp相的扩展能量高于切过的能量,因此,α2相在αp相内部的析出提高了Ti600合金的LCF寿命。