1、材料簡介
新一代飛機不斷向高減重、長壽命和低成本方向發(fā)展,大大增加了先進復(fù)合材料和鈦合金材料的用量,Ti45Nb鈦合金能夠作為鈦合金和復(fù)合材料的連接件而越來越得到重視-2-50。我國“十一五”期間開展了T45Nb鈦合金應(yīng)用研究,并已確定Ti45Nb鈦合金作為復(fù)合材料連接的主要鉚釘材料,技術(shù)標準規(guī)定的Ti45Nb鈦合金化學成分見表1。
Ti45Nb鈦合金屬于β型鈦合金,具有塑性高(伸長率可達20%以上,斷面收縮率高達60%~80%)、耐腐蝕、冷加工性能優(yōu)異等特點,而且剪切強度、抗拉強度高于純鈦,變形抗力低于純鈦。

國外針對Ti45Nb鈦合金進行了大量的研究工作,技術(shù)較為成熟,并于1974年列入AMS 4982規(guī)范, 在航空航天產(chǎn)品中, 已全面取代純鈦鉚釘材料, 尤其是該合金與Ti6A14V合金搭配制成的雙金屬鉚釘,不僅提高了鉚釘?shù)募舳?,而且能進行冷鉚。這種綜合性能優(yōu)良的鉚釘已在空客和波音飛機上大量應(yīng)用。
表1 Ti45Nb 鈦合金化學成分 %(質(zhì)量分數(shù))
主要成分 | 雜質(zhì),不大于 |
Nb | Ti | C | N | H | O | Si | Fe | Cr | Mg | Mn | 其他元素 |
單個 | 總和 |
42.00~47.00 | 余量 | 0.04 | 0.03 | 0.0035 | 0.16 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.01 | 0.01 | 0.10 | 0.40 |
2、相變及組織
Ti45Nb鈦合金主相為bcc結(jié)構(gòu), 形成體心立方的TiN b固溶體β相, 如圖1所示。

不同規(guī)格Ti45Nb鈦合金絲材的XRD圖譜
(1)加工態(tài)組織。加工態(tài)Ti45Nb鈦合金絲材由于采用冷拉變形,冷拉后晶界處存在大量滑移帶,晶粒沿著拉伸方向呈纖維狀,如圖2所示。

(a),(b)橫向截面;(c),(d)縱向截面。
(2)退火態(tài)組織。Ti45Nb鈦合金絲材組織在退火后已經(jīng)獲得回復(fù)并發(fā)生再結(jié)晶,晶粒呈等軸狀,晶界清晰,如圖3所示。

(a),(b)橫向截面;(c),(d)縱向截面。
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