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退火工艺对Ti-4Al-2V合金组织及耐蚀性能的影响

2022-10-21张明伟傅正元刘景顺

金属热处理 2022年9期

王 璐, 王 峰, 张明伟, 刘 瑞, 傅正元, 刘景顺

(内蒙古工业大学 材料科学与工程学院, 内蒙古 呼和浩特 010051)

钛合金作为高性能结构材料之一,因其具有质量轻、强度高、耐热性、耐腐蚀等优异的综合性能,被广泛用于航空、船舶、医疗、化工和汽车等领域[1-2]。材料的腐蚀对其性能具有重要影响,工业和航空航天中应用的钛合金通常暴露于高温、强酸、强碱及强日照环境中,这对钛合金耐蚀性能的要求大大提高。钛合金容易与空气中的氧气发生反应,在其表面形成致密的氧化膜,防止腐蚀现象的发生,故钛合金具有优异的耐蚀性能。Ti-4A1-2V钛合金是一种源于前苏联ПT-3B的近α型三元钛合金[3],经退火后的合金组织除存在大量α相外,还形成少量β相,β相弥散分布在α基体中,形成的α/β相界面能够阻碍位错运动[4-5],有效提升合金的强度和硬度,还可进一步改善其耐蚀性能。钛合金的耐蚀性能主要取决于相组成[6-7]和微观结构。Li等[8]通过热处理手段改变了钛合金的相组成,即α、β相混合后能有效提高合金的耐蚀性能。

现阶段,针对Ti-4A1-2V钛合金的研究主要集中在热加工、疲劳性能和耐蚀性能等[9-11]方面。一般而言,钛合金常用的热处理工艺包括固溶、时效和退火处理等。其中,固溶可形成过饱和基体,时效析出硬质强化相,进而提升钛合金的综合性能,且经挤压形变后的材料,可采用退火处理[12-14]释放应力、增加材料延展性、调整组织并消除组织缺陷。在退火处理中,再结晶退火[15]即将金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒,消除形变强化和残余应力,而双重退火[16-17]可以起到改善合金的塑性、断裂韧性和稳定组织的目的。……

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