Page 28 - 理化检验-物理分册2020年第二期

马红征, 等: 型钛合金相变温度的新型金相测试方法
β

热处理以形成初生 α .根据 相变理论, 型钛合金 表 １ β 型钛合金的热处理工艺
β
加热到 相区后缓慢冷却或经一定的时效处理都 Tab敭１ Heattreatment p rocessof β Ｇtitaniumallo y s
β
能析出初生 α . 牌号 预热处理工艺 淬火温度范围 / ℃
该试验采用将试样加热到 β 相区后缓慢冷却的 TC１８ ９３０ ℃ 加热 ４０min炉冷至 ６５０ ℃ 空冷 ８６０~８７５
预热处理, 得到初生 α .在该组织的相变温度附近 TB６ ９３０ ℃ 加热 ４０min炉冷至 ４５０ ℃ 空冷 ７８０~８１０
加热淬火, 晶内的初生 α板条先溶解, 晶界上的初生 TB３ ９３０ ℃ 加热 ４０min炉冷至室温 ７６０~７９０
α板条后溶解.晶界上板条 α 含量小于 １％ 和等于 TB８ ９５０ ℃ 加热 ４０min炉冷至 ６５０ ℃ 空冷 ８００~８８５
０％ 的相邻温度区间即为 β 型钛合金相变温度区间.
由于 型钛合金存在微区成分偏析, 局部区域相变
β ３ 结果与讨论
温度会升高, 因此预热处理的保温温度选择在理论
３．１ 预热处理后 β 型钛合金的组织变化
β 转变温度之上 ３０~５０ ℃ .
试验材料为西北有色金属研究性集团提供的棒 预热处理后不同 β 型钛合金的显微组织形貌如
材或锻件, 试样尺寸为 １０ mm×１０ mm .选取常 图 ２ 所示, 可见其组织均为初生 α＋ β , 初生 α 以板
ϕ
见的 近 β 型 和 亚 稳 β 型 钛 合 金 典 型 牌 号 TC１８ , 条形态分布在原始 β 晶内和晶界上.根据平衡相变
TB６ , TB３ , TB８ 进行相变温度测试, 其热处理工艺 理论, 从 β 相区缓冷至相变点以下 ４０~５０ ℃ , 就可
见表 １ .试样预热处理后保温 ６０ min , 淬火处理后 析出满足试验测试要求的板条 α 相, 但板条 α 相的
保温 ４０min , 淬火温度间隔为 ５ ℃ , 介质为水, 淬火 数量少不便于观察.通过预热处理后, 从 β 相区炉
试样转移时间不超过 ５s .将热处理后的试样制成 冷至６５０ ℃ 空冷析出的板条 α和从 β 相区炉冷至室
金相试样, 使用奥林巴斯 GX５１ 型倒置光学显微镜 温析出的板条 α大小相当, 能够满足试验观察的要
观察组织的变化. 求, 同时也减少了预热处理的时间.

图 ２ 不同 β 型钛合金预热处理后的显微组织形貌
Fi g 敭２ Microstructuremor p holo gy ofdifferent β Ｇtitaniumallo y safter p reheattreatment
３．２ TC１８ 的相变温度 内无板条 α , 黑色圆点为 β 相淬火过程中析出的球
TC１８ 经淬 火 水 冷 处 理 后 的 显 微 组 织 形 貌 如 状 α , 其形貌为空心圆球; ８７５ ℃ 淬火后晶界上的条
图 ３ 所示.试样经８６０℃ 淬火后晶界和晶内有未溶 状初生 α 消 失, 晶 内 仍 有 少 量 球 状 α .由 此 可 知,
解的呈空心扁椭圆状的条状初生α ; ８７０℃ 淬火后晶 TC１８ 钛合金的相变温度区间为 ８７０~８７５ ℃ .
界上仍有少量条状初生 α , 其体积分数为 ０．８％ , 晶

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