目前
，高温钛合金的开发重要是Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系合金
，由于合金中含有较少的β不变元素
，故称其为近α合金[1]。钛合金拥有一系列的利益
，例如：密度幼、强度高、耐腐烛、抗氧化性和使用温度高档[2-3]
，宽泛利用于航空、医学和体育器材等领域。Ti60合金是在IMI834合金基础上提高Si元素含量
，增添Ta元素设计而成的一种新型近α型高温钛合金
，它是先进航空发起机中高温部件的备选资料[4]。

硅在Ti60合金中的存在方式有两种：硅固溶在基体钟注以硅化物的状态析出。Ti60合金为近α型合金
，A1是钛合金中最为沉要的合金化元素
，为最大限度阐扬A1的固溶强化作用
，预防因A1过量而引起合金脆化
，通常需将A1含量节造在6%。高温钛合金的热不变性一向是一个热点的话题
，钛合金在高温环境下
，其力学机能显著降低[5]。Ti60合金由于含有较多的Si元素
，在600℃及以上温度拥有好的蠕变个性和高温抗热个性
，越来越受到器沉[6-8]
，在体育器材等方面利用宽泛。鉴于此
，本文以体育器材用的Ti60合金铸件进行等温压缩试验
，钻研该合金在960～1110℃和应变率0.001～10.0s-1下的资料个性
，从而分析体育器材用Ti60合金的高温塑性机能和微观组织变动。

1、尝试资料及步骤

以直径为300mm的体育器材用Ti60钛合金棒料铸件为例
，其名义成分如表1所示。

Ti60合金试件的微观组织如图1所示
，其组织重要由α+β的双相区组成
，晶粒大幼杂乱无章
，纵横交错。Ti60合金的β相转变温度为1049℃。试件的热压缩试验在Gleeble-3800试验机上进行
，设定温度区间960～1110℃
，变动增量30℃
，应变率0.001～10.0s-1
，加热速度5℃/s。

合金试件的装置方向与压缩轴的轴向方向平行
，通过贴在合金试件中央面上的热电偶来丈量合金试件的温度。试件在每次压缩试验实现后
，进行急剧淬火处置
，用光学显微镜DFC320观察合金的组织。

2、尝试了局及分析

2.1本构方程

合金的本构方程可暗示成

式中：σ为流变应力MPa；α、A和n为资料参数；Z界说为

式中：ε觶为应变率；Q为表观活化能；R为空气常数；T为绝对温度。

由(1)、(2)可推导得

表观活化能Q表白式为

常数α可由lnε觶和lnσ峰的曲线近似求得
，如图2所示
，大体确定α的值
，在两相区为0.010
，单相区为0.021。

同样
，通过绘造lnsinh(ασ)和1/T的曲线可得到合金的表观活化能
，如图3所示？煽闯
，Ti60合金在两相区和单相区的表观活化能为648、179kJ/mol
，造成这种数值差距的原因是分歧相区的变形大局分歧
，片状α组织的动态球化作用是α+β相区活化能高的原因。

对于β相区的热变形
，其活化能为179kJ/mol
，比β-Ti的自扩散稍大
，原因是合金中溶质原子的扩散作用
，同时也注明在β相区位错是重要的变形大局。

图4、5反映了lnZ和lnsinh(ασ)别离在α+β和β相区的关系
，得到n和A在α+β和β相分辨别为2.47
，5.04×1025和3.10
，5.45×1025。

所以能够得到Ti60合金在α+β和β相区的本构方程别离为：

2.2合金微观组织

合金的塑性重要由两相区的σ和β的晶粒决定
，50∶50的α和β比例是最梦想的情况。图6为变形温度990℃和应变率0.001s-1
，α相含量为60%时的合金组织相图？煽闯
，晶粒各相称大
，此时合金的力学机能较好。

图7给出了应变为0.6
，分歧温度下合金试件的应变率和流动应力的关系曲线？芍
，合金的流动应力随应变率的增大而增大；在应变率一按时
，温度越高
，合金流动应力越幼。

3、结论

(1)α+β相区和β相区的表观活化能别离为648、179kJ/mol
，原因是α+β相区片状α组织的动态球化作用更剧烈。

(2)流动应力随应变率的增大而增大；变形温度越高
，流动应力越幼。

参考文件:

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