显微组织特征对粉末热等静压TA15钛合金拉伸性能及断裂韧性的影响

粉末热等静压（HIP）是实现高质量复杂薄壁钛合金构件近终形制造的有效解决方法，近年来引起了广泛的关注，但关于微观结构特征对粉末热等静压钛合金强化和增韧机制的报道很少。为此，采用热等静压方法制备粉末TA15钛合金，用于探索不同热等静压温度下的显微组织特征以及相应的拉伸性能和断裂韧性。结果表明，当热等静压温度低于950°C时，合金为由板条集束及板条团簇周围的细小等轴晶组成“网篮组织”。当HIP温度高于950°C时，显微组织逐渐转变为魏氏组织，同时晶粒尺寸显著增加。拉伸强度和伸长率分别从910°C试样的948 MPa和17.3%降低到970°C试样的861 MPa和10%。相应的拉伸断裂模式从穿晶塑性断裂转变为包括晶间解理的混合断裂。试样的断裂韧性从910°C试样的82.64 MPa·m1/2增加到970°C试样的140.18 MPa·m1/2。低于950°C的试样由于原始颗粒边界(PPB)的存在而容易形成孔洞，不利于增韧。由于Widmanstatten结构的裂纹偏转、裂纹分支和剪切塑性变形，950°C以上的试样具有较高的断裂韧性。该研究为粉末HIPed钛合金的研制提供了有效的参考。