C含量对Ti-V-Cr系阻燃钛合金微观组织和力学性能的影响

doi:10.11901/1005.3093.2019.090

材料研究学报

2019, Vol. 33

Issue (7): 537-542 DOI: 10.11901/1005.3093.2019.090

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C含量对Ti-V-Cr系阻燃钛合金微观组织和力学性能的影响

孙欢迎¹(

),赵军¹,刘翊安¹,张泉¹,曹京霞²,黄旭²

1. 北华航天工业学院廊坊 065000
2. 北京航空材料研究院北京 100095

Effect of C Addition on Microstructure and Mechanical Properties of Ti-V-Cr Burn Resistant Titanium Alloys

Huanying SUN¹(

),Jun ZHAO¹,Yi'an LIU¹,Quan ZHANG¹,Jingxia CAO²,Xu HUANG²

1. North China Institute of Aerospace Engineering, Langfang 065000, China
2. Beijing Institute of Aeronautical Materials, Beijing 100095, China

引用本文:

孙欢迎,赵军,刘翊安,张泉,曹京霞,黄旭. C含量对Ti-V-Cr系阻燃钛合金微观组织和力学性能的影响[J]. 材料研究学报, 2019, 33(7): 537-542.
Huanying SUN, Jun ZHAO, Yi'an LIU, Quan ZHANG, Jingxia CAO, Xu HUANG. Effect of C Addition on Microstructure and Mechanical Properties of Ti-V-Cr Burn Resistant Titanium Alloys[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2019, 33(7): 537-542.

全文: PDF(13768 KB) HTML

摘要:

用真空自耗熔炼制备了不同C含量的三种阻燃钛合金铸锭(直径120 mm),其名义成分分别为Ti-35V-15Cr、Ti-35V-15Cr-0.075C和Ti-35V-15Cr-0.15C。将铸锭包套挤压成直径为25 mm的棒材,观察了铸锭和挤压棒材的微观组织,测试并分析了挤压棒材的室温拉伸性能、高温拉伸性能、热稳定性能、高温蠕变以及持久性能。结果表明：添加C使阻燃钛合金热挤压后的晶粒显著细化,使其室温和高温拉伸塑性提高；由于碳化物的吸氧作用,添加C的合金热稳定性能显著提高；添加适量的C可提高阻燃钛合金的高温蠕变和持久性能。

关键词 ：金属材料, 阻燃钛合金, 碳化物, 微观组织, 力学性能

Abstract：

The ingots with 120 mm diameter of burn resistant Ti-alloys with nominal composition of Ti-35V-15Cr, Ti-35V-15Cr-0.075C and Ti-35V-15Cr-0.15C were produced by vacuum arc consumable smelting. These ingots were deformed into bars with 25 mm diameter by sheathed extrusion. The microstructures of the ingots and extruded bars of burn resistant Ti-alloys were investigated. The tensile property, thermal stability and creep properties of the extruded bars of burn resistant Ti-alloys were tested under different conditions. The results show that burn resistant Ti-alloys with C addition have better ductility in tensile test due to refined grain size resulted from the sheathed extrusion process. Carbide can act as a stable sink for dissolved oxygen in the matrix, to improve the tensile ductility of the alloy even after hot exposure. In sum, the moderate C addition can improve the creep properties of burn resistant Ti-alloys.

Key words： metallic materials burn resistant titanium alloy carbide microstructure mechanical properties

收稿日期: 2019-01-31

ZTFLH:

TG146.2

基金资助:河北省高校科学技术研究重点项目(ZD2018239);廊坊市科技计划项目(2018011047);北华航天工业学院科研基金重点项目(ZD-2016-03)

作者简介: 孙欢迎,男,1980年生,博士

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图1 不同C含量阻燃钛合金铸锭的显微组织

图2 能谱成分线扫描划线位置

图3 各元素的能谱扫描曲线

图4 不同C含量阻燃钛合金挤压棒材的显微组织

表1 不同碳含量合金的室温拉伸性能

图5 不同碳含量合金的室温拉伸断口形貌

表2 不同碳含量合金的550℃拉伸性能

图6 不同碳含量合金在550℃的拉伸断口形貌

表3 不同碳含量合金的550℃/100 h热稳定性能

图7 不同C含量合金的热稳定断口形貌

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