《表1 硼改性Ti-6Al-4V热轧合金力学性能[17-18]》

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《微量硼改性对钛合金组织和性能的影响》

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微量硼改性的钛合金铸态组织均匀细小，起始织构薄弱，且具有良好的塑性成形性能，这对于后续深加工十分有利。Ti-6Al-4V的β挤压组织为平行于挤压方向的剪切带，而挤压态Ti-6Al-4V-0.1B合金表现出由细小的原始β晶粒和针状α片层组成的规则的β加工组织，没有组织不稳定的迹象。显微组织特征和结晶织构表明硼变质合金的晶界相关变形过程占主导地位，导致均匀变形而不产生不稳定性。挤压后β组织细化、等轴化，α织构较弱，有利于该合金的后续加工[16]。在近β相区直接轧制Ti-6Al-4V-0.1B合金，微量硼的加入使铸态合金组织显著细化，细化后的组织使合金能直接轧制而不开裂。轧制力有助于α相和TiB晶须沿轧制方向的分布。轧制显著提高了合金室温和高温的强度和延展性（表1），这是由于合金结构的显著细化和TiB晶须的承载作用。当实验温度过高时，TiB容易与基体合金脱粘，导致含硼合金的过早失效和高温塑性波动。合金在轧制方向和横向上存在性能差异，但这种差异不是由织构引起的。这主要是由于基体结构的定向排列以及TiB晶须在轧制方向上易断裂，在横向上易脱粘所致[17]。同样，Ti6Al4V-0.1B合金在β相区直接轧制可得到厚度为1.7mm的薄板，在宏观结构中没有发现裂纹。TiB晶须的尺寸减小（包括α板条尺寸）和载荷分担的联合作用提高了Ti6Al4V-0.1B合金β相区直接轧制的力学性能。不同的是，在横向和轧制方向上进行拉伸实验时，合金的力学性能没有表现出明显的各向异性[18]。微量硼的加入降低了铸态Ti-B20合金的晶粒尺寸，并且所获得的组织使得合金可以直接轧制而不需要锻造加工。直接轧制和热处理后的硼改性钛合金的抗拉强度和屈服强度均高于基体合金，这主要归因于TiB晶须的均载机理[19]。经两相区轧制和（Tβ-20）℃/2 h，OQ+700℃/2 h，AC热处理的硼改性（0.2wt%B)Timetal 834钛合金在400～500℃下的屈服强度和极限抗拉强度都高于基体合金的。在所有实验温度下，与基础合金相比，B变质合金也仅表现出略低的断裂伸长率[20]。