杨谋

（重庆电讯职业学院，重庆，402247）

TC21钛合金绝热剪切带内微观组织与性能研究

杨谋

（重庆电讯职业学院，重庆，402247）

本文采用分离式霍普金森压杆（Hopkinson Bar）装置系统，对TC21钛合金进行室温高应变速率（700～2100s-1）动态剪切试验，通过光学显微镜、显微硬度分析仪及扫描电镜研究了TC21钛合金绝热剪切带内微观组织与性能。结果表明：绝热剪切带宽度约为10μm，由过渡区域的变形组织和中间部位的细小等轴晶组成，剪切带内等轴晶粒表现为各向同性；剪切带内的显微硬度值高于基体组织，是由应变速率强化和应变强化与热软化相互作用的结果。

TC21钛合金；绝热剪切带；微观组织；显微硬度

随着战机、火箭、卫星、轻武器等对轻量化、高可靠性的要求越来越高，轻质、高强高韧、高损伤容限型结构钛合金成为新一代武器装备的骨干材料之一，如美国第四代战斗机F-22，使用了占结构重量41%的钛合金，其中最主要的两种是损伤容限型的Ti-6A1-4V ELI和Ti-6-22-22S钛合金[1-4]。TC21钛合金是在Ti-6-22-22S钛合金的基础上，由我国自主研制的高强度、高模量、高损伤容限型α+β钛合金。该合金室温抗拉强度Rm≥1100MPa、伸长率A≥8%、断裂韧性KIC≥70MPa ，在△K=11MPa 时，裂纹扩展速率达到10-5～10-6mm/N级，具有良好的综合力学性能与焊接性能[5-7]。

据现有的文献资料分析，关于热处理温度与时间、冷却速率、变形程度等对TC21钛合金微观组织结构与力学性能的研究已多有报道，人们发现，通过不同的热处理工艺与成形条件，能够加工出性能优异的构件[8-12]。而对于动态冲击载荷作用下，高应变速率对TC21钛合金绝热剪切带内微观组织与性能影响方面的研究还少见报道，还不清楚高应变速率下，TC21钛合金微观组织与性能的变化。……