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SP700是一种新型富β的(α+β)钛合金,其化学成份为Ti-4,5Al-3V-2Mo-2Fe。它的开发是为了改善Ti-6Al-4V钛合金的热加工性能,实际上超塑性能、可淬透性、疲劳强度都得到了提高。因为SP700钛合金具有细小的组织结构以及较低的β相转变温度,所以在800℃以下具有良好的超塑成形性能。但是,SP700钛合金组织中的β斑点影响了合金的组织性能。选择合适的热处理工艺可以消除或减轻β斑点,从而提高合金的力学性能。
本文主要研究了热处理工艺对于组织的影响、热处理工艺参数与力学性能的关系以及SP700钛合金中的β斑点的热处理消除条件及方法。在理论分析基础上,采用拉伸实验、金相分析等检测手段,系统研究了工艺条件对SP700钛合金的力学性能、显微组织等的影响。研究结果对于通过改善组织来提高合金的性能,制定合理的热处理规范具有重要意义。主要的结论如下:
初生α相的数量随着固溶温度的升高而减少,其大致呈线性递减关系。在810~850℃范围内,强度随着固溶温度升高而逐渐提高,而塑性变化不大;当固溶温度高于850℃,强度急剧提高而塑性急剧降低。控制时效温度和时效时间,可以控制次生α相的形状和尺寸,从而能获得强度和塑性的最佳匹配。正交分析结果表明各因素中,时效温度对SP700钛合金的力学性能影响最大,时效时间次之,淬火温度影响最小。在850℃进行固溶处理并采用水冷,然后在510℃或550℃时效可使SP700钛合金获得很好的强-塑性匹配。