微量硼对Ti-Fe-Cu-Sn-Nb合金力学性能的影响

基于细晶强化和第二相强化原理，通过在一种近β钛合金中加入微量硼（B）元素，以强化该合金。首先设计不同含硼量的Ti85Fe6Cu5Sn2Nb2合金，并用真空非自耗电弧炉制备，随后对合金在800℃下进行多道次热轧及最终淬火。通过组织观察、拉伸力学性能测试、断口观察及透射电子显微分析，考察不同硼含量对Ti85Fe6Cu5Sn2Nb2合金组织及力学性能的影响。结果表明，微量硼元素可以使合金的晶粒细化，强度明显提高，但伴随着塑性下降。添加质量分数为0.15%硼可以使合金具有较好的综合力学性能（σ0.2=1105 MPa，δb=4.5%）。随着硼含量的增加，合金的强度升高，最高可达1156 MPa。硼的加入在合金中形成正交结构的TiB相，分布于β钛基体中。变形过程中，TiB断裂、TiB割裂基体及其与基体脱粘，产生裂纹源，导致合金塑性下降。