姜 波,王耀奇,侯红亮,牛 勇,李淼泉

(1北京航空制造工程研究所,北京100024;2西北工业大学材料科学与工程学院,西安710072)

氢对TC21合金高温变形行为的影响

姜 波1,王耀奇1,侯红亮1,牛 勇2,李淼泉2

(1北京航空制造工程研究所,北京100024;2西北工业大学材料科学与工程学院,西安710072)

采用连续升温金相法研究了氢对 TC21合金相变温度的影响,通过热模拟压缩实验,研究了氢对 TC21合金高温变形行为的影响。结果表明:置氢可以显著降低 TC21合金的相变温度,置氢0.7%(质量分数,下同)的 TC21合金相变温度为810℃,与未置氢合金相比,降幅达145℃;同时,置氢还可以有效降低TC21合金的流变应力,并且温度越低,应变速率越高,氢对流动应力的影响就越显著,变形温度为800℃,应变速率1s-1时,置氢0.28%后,稳态应力为202MPa,与未置氢合金相比降低了28%,相同应力水平条件下,置氢能够实现变形温度降低40℃,应变速率提高一个数量级。

TC21合金;置氢;高温变形行为

钛及其合金具有比强度高,热强性、耐蚀性好等优异的综合性能,在航空航天领域获得了广泛的应用[1]。随着航空工业的发展,为了满足飞机结构件损伤容限设计要求,近年来损伤容限型钛合金研究备受关注,如Ti-6Al-4V(ELI),Ti-6-22-22S等,TC21合金是我国自行研制的一种新型两相高强高韧高损伤容限型钛合金,该合金具有优良的强度、塑性、韧性和低的裂纹扩展速率匹配性能[2-4],可作为重要的结构材料应用于航空航天领域。

钛合金氢处理是利用氢的可逆合金化作用,通过合理控制合金中的氢含量及其存在状态,在不改变材料整体状态的前提下,形成有利于改善加工性能的组织结构,是提高钛合金加工性能的一项新技术,近年来,受到国内外学者的广泛关注[5-10]。……