TC4合金的組織和拉伸性能分析

針對電子束快速成形(EBRM)鈦合金的組織特點,采用OM、SEM、XRD和TEM等實驗手段,分析了EBRM制備TC4合金的微觀組織和織構對其拉伸性能的影響規律。

結果表明:TC4合金存在著平行于沉積方向的β柱狀晶,且柱狀晶的寬度隨著沉積高度的增加,初始時迅速增加,之后增加的趨勢變緩。

由于沉積過程中循環的熱作用,柱狀晶內α片尺寸隨著沉積高度的增加而減小。合金存在典型的轉變α相織構。微觀結構的梯度變化也導致了合金在不同位置的拉伸性能差異。

隨著X方向拉伸試樣位置的升高,合金的屈服強度沒有明顯的變化,但抗拉強度有所提升;合金的塑性呈現上升的趨勢。在合金底部,距離基板10和20 mm處的拉伸試樣具有相近的加工硬化指數,低于合金中間的拉伸試樣,而合金頂端拉伸試樣的加工硬化指數較高。

此外,合金還具有拉伸性能的各向異性,45°方向拉伸試樣的強度高于X方向和Z方向的拉伸試樣,同時Z方向拉伸試樣的強度最低,這種強度各向異性主要歸因于合金的轉變α相織構。