内燃机用粉末烧结Ti-21.5Nb合金组织与力学性能研究

摘要

采用放电等离子烧结技术制备内燃机用Ti-21.5Nb-2Zr-1.2Mo-0.1Y钛合金材料(Ti-21.5Nb),并对其进行固溶和时效处理,通过扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸测试仪等设备分析试样的微观形貌、组织结构、物相组成以及力学性能。结果表明:采用等离子旋转电极法制备的预合金球形粉末相对密度较高,并且未形成孔洞;烧结试样和固溶试样都是由β相与α相组成,放电等离子烧结Ti-21.5Nb合金和常规铸锭合金具有相同的相结构变化规律;合金烧结组织由β等轴晶和一些小尺寸α相构成,其中β等轴晶的粒径介于30~80μm;在800℃下对烧结试样进行固溶时效处理,得到的固溶组织主要是由β相构成,同时在β相中还生成了椭球形α弥散组织;在500℃下对Ti-21.5Nb固溶试样进行时效处理,在合金基体中析出ω相,而原先的α相全部消失;在380℃时效处理时,组织中只存在α相,ω相完全消失;在800℃对Ti-21.5Nb合金进行固溶时效处理可以获得力学性能更优的钛合金材料。