近β型鈦合金因其具有較高的屈服強度,優(yōu)良的抗疲勞裂紋擴展能力和良好的淬透性而被廣泛應(yīng)用于航空航天工業(yè)領(lǐng)域。例如,在近β型鈦合金中最具代表性的合金,即Ti-1023(名義成分:Ti-10V-2Fe-3Al)合金鍛造結(jié)構(gòu)件現(xiàn)已被用于制造波音777的飛機起落架。同樣,Ti-5553(名義成分:Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-0.5Fe)合金鍛件也已被用于制造波音787和空客350飛機的起落架。通常,鈦合金的力學性能很大程度上取決于相的體積分數(shù)、形貌特征和分布情況。譬如,在鈦合金中具有較多球狀α相有利于提高塑性,而具有較多片層α相則有利于提高斷裂韌性。而且,近β型鈦合金的顯微組織和力學性能對熱變形工藝參數(shù)十分敏感。對于這方面的研究,目前主要集中于鈦合金在熱變形過程中流變應(yīng)力曲線特征和顯微組織演變行為,很少有人關(guān)注應(yīng)變誘發(fā)α相轉(zhuǎn)變行為。
KeHua等人采用Gleeble3500熱模擬試驗機,研究了近β型Ti-5553合金在變形溫度750~900℃、變形速率0.001~1s-1條件下的熱變形行為。采用TEM和EBSD研究了不同熱變形條件對顯微組織和變形機制的影響規(guī)律。
研究結(jié)果表明,Ti-5553合金在此熱變形條件下變形時會出現(xiàn)動態(tài)回復和動態(tài)再結(jié)晶的顯微組織演變特征,并且α相和β相并沒有嚴格的遵循Burgers關(guān)系。Ti-5553合金在熱變形過程中所出現(xiàn)的片層α組織球化的組織演變過程可以用β相的楔形模型來進行解釋說明,其中在片層組織球化的過程中會有β相向片層組織α相內(nèi)部移動和原子擴散的現(xiàn)象出現(xiàn)。熱機械加工參數(shù)的改變可以顯著提高相轉(zhuǎn)變的動力。變形誘發(fā)β→α的相轉(zhuǎn)變過程的出現(xiàn)主要是由于顯微組織缺陷(變形帶和位錯)的形核所引起的。