● 摘要
Ti-1300合金是西北有色金属研究院最新研制成功的高强度亚稳定β型钛合金，具有加工性能好、高强度、高韧性等特点，在国防建设、石油化工、体育卫生等领域具有广泛的应用前景。Ti-1300合金在热处理过程中相变类型和相变过程比较复杂，对合金的组织和性能影响很大，但针对性的研究较少。本文采用X射线、OM、SEM、TEM等多种手段对Ti-1300合金时效过程中的相变规律及其强化相析出机制进行了深入研究，同时应用显微硬度仪以及万能实验拉伸机对Ti-1300合金在不同热处理制度下的力学性能进行了测试，研究了热处理制度对于合金力学性能的影响，并通过建立二次模型来模拟Ti-1300合金在热处理过程中的力学性能的变化。研究结果对于通过制定合理的热处理工艺来改善合金组织，最终达到提高合金性能的目的具有重要意义。主要的结论如下：Ti-1300合金在两相区固溶处理后，组织由α+β相组成。固溶组织的基本形貌会在时效阶段得到保留。时效处理后的组织分为三类：（1）球化的α相+次生α相；（2）球化的α相+板条状α相+次生α相；（3）板条状α相+次生α相。研究发现，Ti-1300合金在时效阶段会从亚稳β基体中析出大量的次生α相，起到很好的弥散强化效果，使合金的强度得到显著提高，这也是该合金时效强化的主要原因。Ti-1300合金在单相区固溶后，组织由等轴β相组成。在随后的500℃等温时效阶段，晶粒内部有细小的粒状α相以及板条状α相析出，同时晶界上会析出细针状α相，且和晶界成60度角排列。从β相中析出的细小α相对合金的强化效果显著，但合金的塑性较差，因此不宜选用单相区固溶的热处理工艺。通过SPSS软件对Ti-1300合金时效硬化效应进行模拟，得到回归方程： ，通过此方程得到的时效硬化曲线与实际测量曲线基本相符。应用此回归方程确定的Ti-1300合金最佳热处理制度为：830℃/1h,ac +500℃/202min。
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