C、B與Y對(duì)BT20鈦合金組織與性能的影響.pdf

1、本文以BT20鈦合金為基體合金，向該基體合金中添加合金化元素C、B與Y，采用WK-Ⅱ型水冷銅坩堝非自耗鎢極電弧爐熔煉BT20-C，BT20-B，BT20-Y， BT20-C-Y以及 BT20-B-Y多種成分的鈦合金。利用OM，SEM，電子萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)等分析測(cè)試方法，研究合金化元素C、B與Y對(duì)BT20鈦合金組織與性能的影響。
　　組織分析表明：C、B與Y加入到BT20鈦合金中，組織中將析出TiC相， TiB相和Y2O3相。C含量低于0

2、.2％時(shí)，C將全部固溶到合金基體中，組織中未析出 TiC相。C含量高于0.4%，合金中析出條狀形貌的共晶 TiC。少量 B引入到合金中，凝固組織中有不規(guī)則的TiB晶須。BT20-Y合金中Y含量的較低時(shí)， Y2O3相呈細(xì)小的等軸形貌，隨Y增多，部分Y2O3相演變?yōu)闂l狀形貌。C、B與Y的引入均可細(xì)化BT20鈦合金的β晶粒，C和B是通過(guò)在β-Ti固液界面前沿富集形成成分過(guò)冷而致使β晶粒細(xì)化；Y是通過(guò)改變?nèi)垠w性質(zhì)而實(shí)現(xiàn)β晶粒細(xì)化。BT20鈦合金

3、中同時(shí)加C和Y后，組織中析出TiC相和Y2O3相，Y的存在可細(xì)化共晶TiC。Y2O3相后于TiC相析出，部分Y2O3相依附在TiC相上。同時(shí)加B和Y后，合金中析出TiB相和Y2O3相，Y2O3相可依附在先析出的TiB生長(zhǎng)。
　　經(jīng)C、B與Y合金化后，BT20鈦合金顯微組織的基本特征并未發(fā)生根本變化，仍然為網(wǎng)籃組織。C和B幾乎不會(huì)改變?chǔ)疗瑢拥某叽?，但使組織中α集束特征變得不明顯。Y對(duì)合金中α集束和α片層的影響大于C和B的影響，Y的引

4、入可顯著細(xì)化α片層，Y含量達(dá)到1%，α片層的平均尺寸降低到約0.3μm。
　　對(duì)合金性能研究顯示：添加C或B均可提高BT20合金的屈服強(qiáng)度和維氏硬度，而合金的抗壓強(qiáng)度和壓縮率均隨 C或 B含量增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，在C含量為0.6%時(shí)合金的抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值，為1607.3MPa，強(qiáng)度的增加伴隨著塑形的降低。B含量為0.1%時(shí)，合金的抗壓強(qiáng)度和壓縮率達(dá)到峰值，分別為1545.3MPa和11.34%。Y加入后，合金的塑性變形能力得