钛合金因低密度、高比强度、耐侵蚀等怪异优势
，在航空、航天、刀兵等领域备受青睐[1]。钛合金在高温环境中仍有较高力学机能、蠕变抗力、抗氧化能力
，常用来出产航空发起机热端部件、高速飞机蒙皮等钣金零件
，随着我国航空产业飞速发展
，其利用远景辽阔[2-3]。经半个多世纪的发展
，逐步形成了IMI-xxxx、BTxx、Ti-xxxx等一系列尚温钛合金。我国开发的Ti55、Ti60和Ti65合金利用温度升至650℃。Ti65是Ti-AlSn-Zr-Mo-Si-Nb-Ta-W-C合金系统的近α型钛合金。

Jia等14]钻研了钛合金在高温下的变形行为
，揭示了在单相场中流动软化是由动态回复和再结晶引起
，而双相场中流动软化由α的破碎和球化造成。Balasundar等[5]:提出在P区速度节造变形机理重要由林位错的交叉作用
，成立了α+β和β区的资料本构模型
，开发了基于动态资料模型的加工图。Yue等16]钻研了Ti65合金在固溶处置后冷却速度对拉伸行为影响
，发现冷却率增长有助于强度和伸长率提高
，室温下塑性差距重要由孪晶引起的相容变形和(:^的厚杜纂体积分数共同决定
，空冷样品室温下为准解理断裂
，高温下为韧性断裂。Ebied等[7[通过等温压缩试验钻研钛合金的热变形行为
，高温流动应力曲线显示压缩过程未产生硬化
，而在高应变率下动态回复比动态再结晶更显著。Han等(8]开发了一种合用Ti65钛合金的高温氧化防护涂层
，该涂层拥有与Ti65合金基体相容的热膨胀系数
，且兼具优良的化学不变性和抗热震性。吴汐玥等[9]钻研了分歧热处置状态下Ti65板材
，发现热处置显著扭转了板材组织和织构
，织构是影响板材各向异性的重要成分。在高温拉伸时
，显微组织和织构种类分歧导致强度变动。Zhang等^钻研Ti65热轧板蠕变后的取向行为
，发现77)方向以（1216)[1211]和(0113)[1211]为主
，蠕变机造重要由扩散和晶界滑动引起;方向以（1210)[1010]为主
，蠕变机造重要由滑移引起。同时优化时效处置工艺使合金强韧性均提高
，确定强度提高由于(TiZr)3Si和Ti3Al的析出
，塑性提高归因于(^与^
，比例优化。Yue等[|2]利用透射电镜(TEM)和原子探针断层扫描（APT)对热处置后的Ti65钛合金进行表征
，并观察到除Sn表
，其它合金元素偏差荟萃在α和β相。合金元素在(3相富集的挨次是Zr、Nb、Ta、MO、W。

目前对Ti65合金热成形工艺的钻研鲜少,成为限度其在航空钣金领域利用的重要原因。为钻研Ti65合金出产的最佳温度和应变率,本文作者利用高温拉伸测试Ti65合金在分歧温度和应变率下的力学机能
，为Ti65合金在热成形加工中提供理论领导。

1、试验步骤

资料为2nun厚的轧造Ti65合金板材
，化学成分如表1所示。沿板材轧造方向线切割试验所需样品
，如图1所示。

通过MTSExceedE45.305电子高温资料试验机测试分歧前提下Ti65合金力学机能。温度别离为740、790、840X
；
，应变率别离为0.0012、0.0018,0.0024s^-1。

观察板材原始试样的显微组织
，金相样品别离经240、400、600、800、1000、1200*砂纸打磨
，抛光至光滑镜面
，经侵蚀得到最终观察样品。用场发射电子扫描电镜(SEM)观察拉伸后断口描摹。

2、了局

2.1金相组织

图2为原始板材的金相组织。原始板材为典型的等轴组织
，由等轴α相、变形α相和少量的晶间β相组成
，同时部门地位能观察到轧造变形流线。

2.2高温力学机能

图3为分歧温度下Ti65钛合金板材沿ftD方向的应力-应变曲线。图4为790℃分歧应变率下的应力应变曲线。分歧温度和应变率的峰值应力如表2所示。

2.3断口描摹

图5为Ti65板材别离在740、790的拉伸断口。

3、分析会商

3.1温度对高温力学机能的影响

图3中的高温下拉伸曲线
，在初始阶段应力迅速达到峰值
，而后随应变增长而降落。由于初始变形阶段位错密度骤增
，产生加工硬化
，但随变形功夫的耽搁
，温度增长了原子动能
，降低位错阻力
，同时产活泼态回复和再结晶
，使动态软化占主导作用
，减幼变形抗力[13-14]。

图6为分歧温度下峰值应力。温度对板材力学机能有显著影响
，随温度升顶峰值应力不休降低[15]。这是由于温度提高降低了滑移系的临界剪切应力
，从而降低位错滑移所需的表力
，导致峰值应力降落[16-17]。

790℃下Ti65钛合金板材的峰值应力较低,840℃下峰值应力更低
，固然在设备的允许领域内
，但为提高加工效能、模具寿命和工件表表质量
，故选790℃作为热成形最佳温度。

分歧温度峰值应力下的软化水平差距显著
，740℃的软化水平显著高于另表两个温度
，这是由于应变硬化与动态回复和再结晶的竞争水平分歧
，温度越低导致两者竞争强烈,软化越显著。

3.2应变率对高温力学机能的影响

图7为分歧应变率下的峰值应力。应变率对板材力学机能影响显著
，随应变率升顶峰值应力不休升高(15]。应变率升高有助于增长位错密度
，推进硬化作用。同时应变率的增长使动态回复和再结晶进行不充分
，减弱其软化作用[16-17]。

3.3高温断裂机造

图5中断口存在方向不一的孔洞聚合蹊径
，最终断裂由这些结合蹊径引起
，所以高温下断裂大局为塑性断裂[6]。但分歧温度下的断口孔洞差距显著。随温度升高
，幼尺寸靭窝的数量逐步增长。在740℃断口存在很多散布不均的大尺寸孔洞（图5b)
，而790℃存在数量多多、散布均匀的幼尺寸孔洞（图5d)。韧窝越多
，注明塑性越高[18]。

4、结论

1)Ti65钛合金在740℃、应变率为0.0018s^-1时
，峰值应力最大为381.1MPa,在840℃、应变率为0.0018^-1时
，峰值应力最幼为138MPa。

2)随温度的升高
，峰值应力逐步减
；随应变率增长
，峰值应力逐步增长。温度增长和应变率降低能

减幼Ti65钛合金变形抗力。

3)高温环境下断裂由微孔荟萃引起
，温度越高档轴状靭窝数量越多
，有利于塑性的提高。

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（注
，原文标题：Ti65钛合金板材高温力学机能及影响成分）