Ti合金金相.doc

从你这张金相照片上可以看到alpha相有两种形态，一种是沿晶界分布，叫晶界alpha相；另一种是片层状，图中发白的比较亮的即是。beta相是片状的，和alpha片交替排列，颜色发暗 的即是。钛合金中的魏氏组织也叫做片层组织，和钢中的魏氏组织不同，钢中是由于过热造成的。根据固态相变理论：钛合金中，alpha相和beta相应变能相差不大，界面能高度各向异性，所以冷却过程中组织呈片层状分布时候能量最低，也就是说这种组织是钛合金的自身特点，并不是由于热加工失误造成的，对于两相钛合金来讲，只要是在高温beta区热机械处理后慢冷都会出现这样的组织。当然，温度越高，晶粒越大，冷速越慢，片层也越粗大。我的钢铁钢信通会员中心钢联无线客服中心 窗体顶端窗体底端设为首页加入收藏热线：400-820-0970 现货 供应 求购 百科 钢铁地产 窗体顶端窗体底端最新搜索记录：螺纹钢 上海螺纹 无缝管 焊管. 您当前的位置： 首页 搜搜钢百科 浏览词条收藏词条 编辑词条 钛合金相变 创建时间：2008-08-02 钛合金相变(phase transformation in titanium alloy)钛合金的固态组织在不同条件下的形成和变化规律。由于纯钛具有两种同素异晶体，因此其固态相变类型繁多，性质复杂，远超过铜、铝、镍等其他有色金属。概括起来，钛合金的固态相变可归纳为3大类：在一般连续加热和冷却条件下进行的同素异晶转变；在淬火过程中发生的非扩散性转变，即马氏体、“和a相的形成；各种亚稳相的分解，即亚稳相、过饱和的相和马氏体在等温或时效处理中的沉淀过程。连续加热和冷却过程中的同素异晶转变 纯钛加热时在882.5 发生转变。合金化后该转变温度(T)将随合金元素的性质和含量而变化。钛合金加热转变的主要特点在于转变的体积变化效应小(约0.17)，相变应力值低，且因体心立方相自扩散系数高，故转变迅速，不易过热，合金一旦进入相区，晶粒尺寸迅速增大，因此难以利用相变重结晶方式细化晶粒，这一点与一般钢材有明显差异。钛合金从相区连续冷却时，相通常呈片叶状析出，粗细程度与合金性质和冷却速度有关，但其基本形貌是相似的。大量试验证明，相与基体之间存在严格的伯格斯(Burgers)晶体学取向关系，即0001ll110)、ll。因每一110)面族包含6个晶面，又各有2个取向，故片状相有12个变体，由此构成分布十分规则的显微组织形貌，即魏氏组织(图la)，这也是绝大多数钛合金自相区缓慢冷却后的基本组织形态。钛合金同素异晶转变产物保持着强烈的组织遗传性。连续冷却后形成的魏氏组织，若重新加热至相区，相将转变成原始取向的相，再冷却，则又形成固有的魏氏结构。这种组织往往伴有粗大的原始晶粒和网状晶界，相应的拉伸塑性和疲劳性能较差。为改变这种状况，获得细等轴组织(图1b)或双态组织(图1c)，形变再结晶是最有效的途径，这也说明为何热加工变形在决定钛合金组织状态方面占据重要地位。许多研究工作还表明，+型钛合金白高温连续冷却时，在相界处形成一层具有面心立方或六方结构的界面相，其厚度与冷却速度有关。Ti-6Al-4V合金中的界面相，厚度约为0.10.5m。缓慢冷却形成的界面相是整体连续的，快速冷却形成的界面相则由大量条纹状组织构成。界面相对合金的力学性能有影响，但对其性质和成因尚有争议。多数意见认为，它本身是一种氢化物，而且是在作透射电镜研究时，采用了常规电化学方法制备薄膜试样，因氢的污染而造成的。其直接证据是离子减薄试样内不出现界面相。但从20世纪80年代以来，也提出了相反的证据和其他疑点，因此有关界面相的形成机制尚待澄清。淬火过程中的无扩散转变 钛合金淬火转变包括切变型马氏体转变和位移控制型转变两个方面，其形成条件与合金中稳定化元素含量有直接关系。图2为钛合金固态相区示意图。型和低浓度的+型合金，自相区淬火，发生口马氏体转变，具有六方结构和遵守伯格斯取向关系，形态上依据合金性质有板条状和针状马氏体两种。前者内部包含高密度位错，后者包含孪晶结构。为置换型过饱和固溶体，只伴随适度硬化。随着合金浓度提高，对于含钼、铌、钨和铝75钒的钛合金，淬火时可能形成正交结构的马氏体，其形态与十分相似。正交马氏体是从体心立方至密排六方切变过程不完全的一种中间结构状态。的硬化作用更其微弱。图3为Ti-6A1-4V合金中的针状马氏体和Ti-10V-2Fe-3AI合金中的淬火应力诱发马氏体。图1钛合金中典型的+相显微组织形态a-魏氏组织；b-双态组织；c-等轴组织图2钛合金固态相区示意图合金化程度更高的钛合金，因相稳定化程度提高，淬火时马氏体转变受阻，但在外加应力作用下，回发生应力或应变诱发马氏体转变，其产物一般为正交马氏体对于合金成分接近和稍高于临界浓度Ck的近型钛合金，淬火过程中将发生另一种位移控制型无扩散转变a(图2)。此时无宏观切变过程和表面浮凸现象，只通过体心晶胞内原子沿方向作微小调整而改组成六方结构的a相(c/a=0.613)，取向关系为0001)ll111，1120)ll。a转变速度极快，淬火不能抑制。a与相基体完全共格，尺寸仅为24nm，呈不定形，分布均匀，体密度可达1010cm3。相有强烈的硬化作用，大量出现将导致脆性。亚稳相分解 固溶处理后若采用快速冷却，根据钛合金成分，可形成多种亚稳相，并在随后加热或时效处理过程中逐步转化为平衡组织。亚稳相(m)的分解 多数钛合金借助快冷或淬火可保留部分或全部m，重新加热，m相将发生分解，析出平衡相或+金属间化合物。时效温度较低时(450)，一些钛合金尚可发生miso+或m+中间转变，iso和是析出相之前的过渡相。其形成条件见图2中的点线区。(1)miso转变。iso称等温相，以区别淬火a相。两者晶体结构和取向关系相同，但miso转变在一定程度上受扩散控制，有相成分变化，iso为溶质贫化区，基体则相应富化。iso相与基体完全共格，根据两相错配度而呈椭球形或立方体形。图4为钛合金中的iso相两种形貌，前者长轴平行，后者立方面与100平行。iso相尺寸大于a相，按时效规范，尺寸范围为10150nm。miso转变速度较快，例如Ti-10V-2Fe-3A1合金在400时效1min后即可形成iso相，因此认为其形成机制与淬火a相有密切的内在联系。iso相最高稳定温度约为470，随合金浓度增加而有所降低。第3组元如铝、氧、锆、锡将按不同机制对iso相的形成起抑制作用。iso相有强烈的硬化作用。图3钛合金中的淬火马氏体a一a(Ti-6A1-4V 合金)；b一a(Tl-10V-2Fe-3A1 合金)图4钛合金中的iso相形貌a一椭球体形(Tl一11.5Mo-4.5sn-6Zr 合金)；b一立方体形(Ti-10Fe合金)(2)m+转变。亚稳型钛合金在低温时效时，因陆相稳定性提高，miso转变已难以进行，此时m相只分离成结构不变而成分不同的两种体心立方固溶体，即和相。为溶质贫化区，与基体共格，尺寸细小，分布均匀，其形状按合金性质可呈片状、球状或立方体状。提高时效温度，相将过渡到平衡相。(3)m+转变。时效温度较高时，m相大多按自催化形核方式直接析出相。根据相与基体问的晶体学取向关系，又有I型和型之分，前者遵守伯格斯关系，后者则否，热力学上型更趋稳定。形态上两者均呈片状，但型弥散度更高，片内包含复杂的条纹壮内结构。相的弥散硬化是钛合金强化热处理的结果。马氏体和分解和马氏体在时效中将分解成+两相组织。对于，大多优先在马氏体片界面、片内高密度位错或孪晶界面处形成相，基体因溶质原子贫化而逐步转化为相。的分解模式较复杂，可能直接分解为+相，也可能先发生m逆转变或按spinodal(亚稳分解)方式分解成贫+富，再转变为+相。实际程序与合金性质和时效方式有关。过饱和相分解和有序化钛合金中最重要的TiAl合金系，当含铝量达到和超过10(原子分数)时，借助快冷或淬火可获得过饱和的固溶体，随后在500以下时效，将析出具有DO19结构的Ti13Al为基的2有序相。2相尺寸细小，分布均匀并与基体保持共格，其早期形状呈等轴状，并逐步发展为椭球形，其长轴平行于基体的c轴。含铝量为2235(原子分数)的TiAl合金组织为单一的2相，自高温相区淬火将形成2相，即先发生马氏体转变，接着进行有序化，马氏体片内为尺寸细小(510nm)的反相畴结构。时效过程中反相畴尺寸长大。含铝量超过37(原子分数)时，组织中将出现TiAl(相)，区淬火组织为单一的2相时，时效析出TiAl有序相。发展以Ti3Al和TiAl为基的具有高耐热性、高弹性模量和低密度的新型材料，是当今十分重要的研究领域。对其中的固态相变、合金微观组织特点，尤其受到重视。此外，对含氢、稀土和铜、硅等元素的过饱和a固溶体，其析出过程与合金性能也有重大关联。相关词条：钛合金相变钛材料 合作编辑者：词条统计浏览次数：约 679 次编辑次数： 1 次 历史版本最近更新：2009-07-19创建者：-登录 窗体顶端 用户名: 密码: 窗体底端窗体顶端现货 供应 求购 百科 黄页 窗体底端关于搜搜钢 - 联系方式