超声滚压Ti-6Al-4V微观组织对应力应变行为的影响

摘要：

目的 通过超声滚压提高Ti-6Al-4V的屈服强度.方法 将超声振幅作为唯一变量,设置0、5、7、10 μm 4 组试验,分析Ti-6Al-4V被加工表面及表面以下 30～50 μm处的应力应变行为.通过X射线衍射仪(XRD)测试不同超声振幅下Ti-6Al-4V的两相分布.采用扫描电子显微镜(SEM),分析不同超声振幅下Ti-6Al-4V表面层塑性变形程度.使用能谱仪(EDS)观察不同超声振幅下Ti-6Al-4V表面层元素组成分布.通过万能试验机获得不同超声振幅下Ti-6Al-4V的应力应变曲线.结果 Ti-6Al-4V表面层塑性变形程度随着超声振幅的增大而增大.Ti-6Al-4V被加工表面的β相体积分数随着超声振幅的增大呈先减小后增大的趋势.当超声振幅为7 μm时,Ti-6Al-4V被加工表面β相的体积分数最大(19.70%).超声滚压Ti-6Al-4V表面层中β相的体积分数沿深度递减.Ti-6Al-4V表面层α相稳定元素Al和β相稳定元素V未出现明显与两相体积分数相同的变化趋势.Ti-6Al-4V 材料的屈服强度随着超声振幅的增大呈先减小后增大的趋势.当超声振幅从5 μm增至 10 μm时,Ti-6Al-4V的屈服强度依次为 1.06、1.03、1.16 GPa,相较于在无超声加工下的Ti-6Al-4V屈服强度(0.91 GPa)分别提高了约 16.48%、13.19%和 27.47%.结论 超声振幅的增大,可以增大滚压过程中 Ti-Al-4V 的塑性变形程度.合适的超声振幅,可以改变 Ti-6Al-4V 表面层两相分布.经超声滚压后,Ti-6Al-4V的屈服强度受到材料塑性变形和两相分布的共同影响,且Ti-6Al-4V的塑性变形程度对屈服强度的影响更大.

关键词：Ti-6Al-4V、超声滚压、塑性变形、两相分布、屈服强度

所属期刊栏目：52

分类号：TG113.25;TG668(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：417-424