耐熱鈦合金的顯微組織

影響鈦合金性能的另一個重要因素是合金的顯微組織。了解顯微組織的形成規(guī)律及其對性能的影響，對于制定熱加工工藝、控制合金的性能和研制新合金都是十分重要的。

一般說來，細小的組織可以提高合金的強度和塑性，還可延緩裂紋的形核，而粗大的組織抵抗蠕變和疲勞裂紋擴展的能力更強；等軸狀組織往往具有高的塑性和疲勞強度，而片狀組織具有高的斷裂韌性、優(yōu)異的抗蠕變性能和疲勞裂紋擴展性能。因此，必須要通過熱加工工藝過程和熱處理制度的調(diào)整獲得不同的顯微組織，以滿足不同性能的需要。耐熱鈦合金常見的顯微組織一般可以歸納為四種。

1　魏氏組織

魏氏組織又稱為片層組織，當(dāng)變形開始和終了溫度都在β相區(qū)，變形量又不很大（一般小于50%）時，或加熱到β相區(qū)后較慢冷卻，都將得到魏氏組織。魏氏組織的特點是具有比較粗大的等軸原始β晶粒，β晶粒清晰完整，在原β晶粒晶界上有較完整的晶界α相，晶內(nèi)由不同方向的α片束組成，同一束內(nèi)的各個α片是平行的，有相同的晶體學(xué)取向，α片間夾有β相中間層。由于原始β晶粒粗大且晶界有連續(xù)的晶界α相存在，魏氏組織的室溫拉伸塑性和疲勞性能較低，而斷裂韌性和蠕變性能較好。

2　網(wǎng)籃組織

鈦合金在(α＋β)/β相變點附近變形，或在β相區(qū)開始變形，在α＋β兩相區(qū)終止變形，使原始β晶粒及晶界α相被破碎，則冷卻后α束團的尺寸和α片的長寬比減小，且各束交錯排列，如編織網(wǎng)籃的形狀，稱為網(wǎng)籃組織。其實，在這種組織中并無α片的編織，也無網(wǎng)籃的編織，因為不同的片相遇時會停止長大。網(wǎng)籃組織的拉伸塑性比魏氏組織好得多，室溫、高溫抗拉強度，斷裂韌性，蠕變性能等綜合性能良好。但是疲勞性能一般，通常用于制造對疲勞性能要求不高的零件，如壓氣機葉盤等。

3　雙態(tài)組織

雙態(tài)組織是α＋β型鈦合金最常用的組織。當(dāng)合金在上α＋β相區(qū)變形和熱處理時形成這種顯微組織。雙態(tài)組織的特點是在β轉(zhuǎn)變組織的基體上，分布著一定數(shù)量的等軸初生α相，而β轉(zhuǎn)變組織實際上類似于網(wǎng)籃組織。這種組織的性能決定于等軸初生α相和β轉(zhuǎn)變組織所占的比例，一般而言，該類型組織有較好的室溫拉伸塑性和疲勞性能，有一定的高溫強度和蠕變性能。塑性和疲勞極限隨初生α相體積分?jǐn)?shù)增加而提高，并且初生α相晶粒尺寸越小，疲勞強度越高，而持久的蠕變強度則隨初生α相體積分?jǐn)?shù)的增加而降低。當(dāng)?shù)容S初生α相體積分?jǐn)?shù)為20%～30%時，塑性、斷裂韌性、熱強性和疲勞性能達到最佳配合。

4　等軸α組織

當(dāng)合金全部在α＋β或α相區(qū)(α型合金)以足夠的變形量(60%～70%)進行塑性變形，或隨后在下α＋β兩相區(qū)熱處理時，即獲得等軸組織。這種組織是變形時的動態(tài)再結(jié)晶或變形后熱處理時的再結(jié)晶造成的。等軸組織具有最好的室溫塑性和疲勞性能，對于要求高疲勞性能的零件，如承受振動負(fù)荷的葉片等，希望具有這種組織。