基于不同α/β团簇式比例的Ti-Al-V合金的铸态组织和力学性能

作     者：朱智浩 陈志鹏 刘田雨 张爽 董闯 王清 ZHU Zhihao;CHEN Zhipeng;LIU Tianyu;ZHANG Shuang;DONG Chuang;WANG Qing

作者机构：大连理工大学、三束材料改性教育部重点实验室大连116024 沈阳铸造研究所有限公司、高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室沈阳110022 大连交通大学、材料科学与工程学院大连116028 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2023年第59卷第12期

页      面：1581-1589页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点基础研究项目No.2020JCJQZD165 大连市科技创新基金重点学科重大课题项目No.2020JJ25CY004 

主　　题：钛合金 Ti-Al-V 团簇加连接原子模型 成分式 成分设计 显微组织 力学性能 

摘      要：在课题组前期工作基础上,设计并铜模吸铸了满足α-{[Al-Ti_(12)](AlTi_(2))}_(17-n)+β-{[Al-Ti_(14)](V_(2)Ti)}n团簇式的合金系列,通过改变β相团簇式的个数n,获得组织覆盖α到β的Ti-(3.19~7.45)Al-(0~12.03)V系列合金,进而表征了铸态组织和室温拉伸力学性能。结果表明,随着n增加,铸态组织由单一α(α 马氏体)经双相态直到单相β,α 马氏体形态由板条状逐渐转变为细片状和针状,当n=5时开始出现β相,n=8时α 马氏体数量最多且呈针状,当n=12时α相完全消失,形成单一β相。相应地,合金强度呈先上升而后下降的趋势,塑性变化趋势则相反,这源自细小针状α 马氏体提升强度而降低塑性的作用。当n=8时,合金的强度达到最大(比Ti-6Al-4V提高了90 MPa),抗拉强度约为1019 MPa、屈服强度约为867 MPa、延伸率与Ti-6Al-4V持平(约为4%),尤其是比强度和比硬度均优于Ti-6Al-4V,达到了230 kN·m/kg和0.76 GPa·cm^(3)/g,分别提升了9%和5%。