中英文翻译、外文文献译——浇铸钛和金的显微结构和机械性能.doc

附录一 浇铸钛和金的显微结构和机械性能 摘要：通过感应熔化的方法而获得的Ti21523合金，研究热处理和冷却凝固率对其显微结构和机械性能的影响和作用。结果表明：通过增加冷却凝固率，可以使Ti21523合金的显微结构从单一化特征及大尺寸的粒状结构变成了具有优良性能的小尺寸粒状结构。通过采用不同的方法和对不同时期的合金进行处理，合金相位逐渐在粒状晶体的内部和粒状晶体的边界上沉淀。由于沉淀物晶相的改变，合金承受拉力的性能和伸长率同时被改良。在σb=1. 406Gpa、δ=4. 5%时，将会获得一种具有良好性能的合金,在临界区域里使用这种合金会让我们收到满意的效果。 关键字 浇铸Ti21523合金；冷却凝固率；机械性能 1 介绍 钛合金以其优良的机械性能，在飞机、航空航天和其它领域中，受到了人们的关注和认可，尤其是在较高特殊作用力的环境之下。在降低航天器的质量并改进的它的运输适宜性上，该合金受到了关注。为了满足以上两种情况，一种被叫做贝它钛的重要钛合金逐渐得到发展和优化。由于其具有高抗力、弹性系数和伸长率等良好的综合性能，合金 Ti215V23Cr23Sn23Al(Ti21523) 已经变成了潜在的选择材料被用于在那些贝它类型合金之中。从以上的论述中我们可以知道，Ti21523合金在室温有较好的可使用性，同时也适用于寒冷的工作环境之下。不幸地是，由于合金的高处理成本以及诸如低可塑性和高刚度等缺点，使其在制造复杂的联合体和薄壁件时存在许多问题，成为影响其在航空航天业中广泛应用的关键所在。为了降低其合成成本并达到其易于重新塑造的弹性，精密铸造技术被引入到了这个领域中。但是由于铸造出来的合金其贝它晶粒较大且机械性能很低，故此Ti21523合金的使用受到了极大的限制。由于热处理对Ti21523合金的力有影响，因此Ti21523合金还是可以改善其伸长率并提高它的机械性能的。关于热处理对Ti21523合金的影响的研究首先在美国和前苏联开展。他们指出：在热处理之后，在阿尔法晶相的内部和边界上均出现了矩阵式的沉淀物，阿尔法相的出现与分布戏剧性地改善了合金的机械性能。这篇文章的目地就是要找出在不同的冷却凝固率和热处理条件下钛合金的机械性能和微观结构的变化，以找到一个科学合理的方法来测量和进一步提高合金的机械性能。 2 实验 实验的原料来自海棉状的钛,矾和铝的合金，高纯净的铝块，铬粉和锡块。 然后他们在一起在感应炉里被融化，依照合金名义上的组成成份，其组成成份有15% V、3% Al、3% Cr、3% Sn，其余的全部是Ti。装料的总重量是18千克。我们设置旋转式喷灌器工作转速为200转/分，分布的温度大约是1750℃。为了研究合金不同的冷却凝固率对于其机械性能和微观结构的影响，熔化的合金离心后被浇注到一个长235mm，宽100mm，厚度分别为50mm、25mm、10mm的一系列金属模具内。用于分析合金的微观结构和机械性能的样品就来自于其中。热处理的试样在800℃下被加热20分钟，然后水冷。其他用空气冷却的试样也是如此。合金的显微结构被放在高倍显微镜下和TEM机上进行研究。拉伸试验后的物理断面也被放在SEM机下进行研究。它的机械特性是在Instron 1186电子拉伸机上进行测试的。 3 结果及讨论 3.1冷却凝固率对合金微观结构的影响 合金在冷却凝固后的微观结构如图1所示.带有少许气体和热力孔的等轴β晶粒在合金晶粒的内部和边界上均有分布。带有黑色的第二幅图被认为是一个不平衡的冷却凝固结构。随着冷却凝固率的不断增加，晶粒的尺寸变得越来越小。越靠近模型的内表面晶粒的尺寸越小，越小的铸造尺寸结果也是如此。这是因为在模型的内表面以及较小的铸造尺寸时，激冷作用对合金的晶粒尺寸并没有多少不同之处 3.2冷却凝固率对合金机械性能的影响 下表1列出了不同的冷却凝固率对合金延展性的影响。随着冷却凝固率的增加，合金承受的拉力也随之增加，与此同时，合金的延伸率也逐渐升高。延展率的增加主要归因于较小的晶粒尺寸。比较较薄的部分而言，中等厚度及较厚区域在延展性方面并没有太大的不同之处。 3.3热处理后的合金微观结构 在正常情况下，通过空冷和小冷的合金单β是可以区分开的。经过不同时期和不同方法的处理之后，针状的α相出现在了晶粒的内部以及边界上，良好的拉伸和延伸率的结合是可以通过恰当地热处理来达到的。图2的（a）和（b）中展示了TEM假想的在450℃到650℃时加热8小时后的合金显微结构。随着温度的逐渐升高，针状的α相变得粗糙。α相与其基体之间存在着互不相干的相互关系。图2（c）中显示出α相析出于晶粒的边界上，α相与晶粒边界所成的角度估计30°。α相之所以很容易在晶粒的边界上析出的原因可以归结为较低的成核能量以及不完全处理后在晶粒的边界上所产生的元素相互排斥作用。在晶粒