钛合金作为上世纪50年代鼓起的重要金属资料，，拥有比强度高、、耐侵蚀性强、、耐凹凸温性好等利益，，在航空航天等领域得到了宽泛利用！！。如飞机蒙皮、、隔热板、、导风板等非承力结构件，，以及隔框、、梁、、襟等结构件，，随着飞机机型不休更新换代，，钛合金用量在飞机中的占比不休提升！！。如我国C919大飞机钛合金质量占比为9.3%，，新一代大飞机C929钛合金质量预计将增长至15%[1-2]！！。

然而，，大无数钛合金室温下成形难题且质量不高，，通常选取加热方式降低钛合金变形抗力、、提高塑性变形能力3-4！！。宗影影等对BT14钛合金进行了高温压缩尝试，，了局批注，，应力随着温度的升高显著降落！！。丁嘉健等[6]对TC4钛合金进行拉伸尝试,了局批注,室温下资料伸长率为10%、、抗拉强度为1100MPa,当温度升至800℃时，，伸长率提高至17%，，抗拉强度降至100MPa！！。谢洪志等[7]对Ti65钛合金板材在740~840℃进行了拉伸尝试，，了局批注，，随着温度升高，，应力峰值减小、、应变率增大，，断裂重要由微孔荟萃引起，，温度越高档轴韧窝数量越多,越有利于塑性的提高！！。

别的,成形过程中对坯料或模具施加肯定能量的超声振动，，也能够提高资料塑性变形能力和成形质量[8]！！。ZHAO等[9]在Ti-6Al-4V钛合金滚压过程施加超声振动后,不仅降低了资料流动应力,同时还提高了滚压质量！！。GAO等[10]在钛合金TA2板材胀形过程中施加超声振动后,不仅减小摩擦对胀形过程的影响,还提高了板材的成形极限！！。与此同时,高温前提下加载速度对钛合金的塑性也有影响  [11]！！。蔡刚  [12]进行的BT25钛合金高温压缩尝试，，了局批注，，降低加载速度能够减小流变应力！！。杨晓明[13]进行的TC4钛合金高温压缩尝试了局也批注，，降低加载速度可降低成形力，，提高断裂应变！！。

为了索求变形温度、、超声振动与加载速度对钛合金的作用法规，，本文作者发展了BT14钛合金板材在温度/超声/速度复合能场下的拉伸机能钻研，，分析了复合能场对钛合金板材的抗拉强度、、伸长率等力学机能及显微组织的影响法规！！。

1、、尝试资料、、装置及规划

1.1资料

BT14(Ti-4.5Al-3Mo-1V)是一种可通过热处置强化的α+β型结构钛合金，，室温下抗拉强度可达1100 MPa;别的,BT14钛合金还具备较好的焊接机能和热不变性，，重要利用于航空航天领域的高强度结构件、、紧固件及高压容器等！！。BT14钛合金化学成分见表1！！。

表1 BT14化学成分(质量分数/%)

1.2装置

尝试装置如图1所示！！。在传统拉伸尝试机上，，通过增长温度节制装置、、超声振动装置实现分歧温度、、超声振动及拉伸速度下的变形！！。其中，，温度节制装置由温控节制器、、加热炉、、循环水冷等组成，，超声振动装置由变幅杆、、换能器、、超声波产生器等组成！！。

1.3规划

尝试用坯料尺寸如图2所示！！：：穸任0.8mm！！。Ｋ伎嫉紹T14钛合金的使用温度及资料机能,尝试温度别离为500,550,600,650℃;超声振动频率为20kHz，，功率别离为1.0,1.2,1.4kW;拉伸速度别离为0.5，，1.0,2.0,3.0mm/min！！。具体尝试规划见表2！！。每个尝试反复6次，，取均匀值！！。

表2尝试规划

2、、了局及分析

2.1温度场对资料机能的影响

图3为分歧温度下BT14钛合金应力-应变曲线！！。拉伸速度为1mm/min！！。Ｄ芄豢闯，，随着温度的升高抗拉强度显著降落、、伸长率逐步提高！！。？估慷扔500℃时的489.3 MPa降至650℃时的166.58 MPa,降落幅度为65.96%！！。伸长率由500℃时的16.22%提高到650℃时的34.86%,提升幅度为115%！！。这是由于随着温度升高，，原子扩散能力加强，，位错阻力降低，，钛合金强度降低、、变形能力加强,出现较为显著的“资料高温软化”成效！！。

2.2温度/超声复合能场对资料机能的影响

图4为分歧温度/超声复合能场下BT14钛合金应力-应变曲线(拉伸速度为1mm/min)！！。在500℃较低温度下，，施加振动功率为1.0,1.2,1.4kW超声后，，资料抗拉强度别离降低了3.8%,7.6%,8.5%;而在650℃较高温度下,抗拉强度别离降低了17.8%,26.7%,42.3%;随着温度升高，，资料抗拉强度降落幅度呈上升趋向！！。由图4还能够看出，，BT14钛合金伸长率在500℃较低温度下,施加超声振动功率1.0,1.2,1.4kW后,资料伸长率别离提高了8.9%、、22.5%、、26.6%;而在650℃较高温度下,伸长率别离提高了7.3%,11.8%,13.1%,随着温度升高，，资料伸长率提高幅度呈降落趋向！！。这是由于温度/超声复合能场拉伸过程，，超声带来的振动及应力叠加效应，，使资料激活能增大，，原子扩散能力加强，，位错阻力降低，，“资料高温软化”成效进一步加强，，因而强度降低幅度较大！！。BT14钛合金在500℃的伸长率较小,施加超声振动后提高幅度较为显著,而650℃的伸长率较大，，施加超声振动后提高幅度较小，，但总体而言资料伸长率均有分歧水平的提高！！。

2.3温度/超声/速度复合能场对资料机能影响

图5为分歧温度/超声/速度下对BT14钛合金抗拉强度及伸长率的变动曲线！！。？杉，，提高温度、、加大超声振动功率、、降低加载速度都能够显著地降低资料抗拉强度！！。在高温状态下，，加载速度匹敌拉强度的影响较为敏感，，在低温下变动幅值不大！！。如500℃/1.4kW/3mm/min时的抗拉强度为482MPa,比0.5mm/min时的抗拉强度440.4MPa提高了9.4%;而在600℃/1.4kW/3mm/min时的抗拉强度为276MPa,比0.5mm/min时的抗拉强度170MPa提高了62.4%！！。这是由于温度较低时，，资料的加工硬化较为显著，，因而受加载速度的影响较小;温度较高时，，资料软化成效显著，，加载速度的变动对资料机能的影响更为显著！！。

由图5还能够看出，，温度、、超声振动和加载速度也会影响BT14钛合金的伸长率，，但温度占主导职位！！。在温度较低时，，加载速度对伸长率的影响大于超声振动，，但随着温度的升高，，超声振动的影响大于加载速度的影响！！。这是由于加载速度越小，，资料在肯定温度前提下的功夫越长，，资料内部能量堆集越大，，资料软化越发彻底，，但随着温度的升高导致资料内部能量的不休增大，，从而使其影响逐步减弱！！。

3、、显微组织分析

为了进一步钻研温度/超声/速度复合能场对BT14钛合金资料机能的影响机理，，对典型拉伸试件进行了显微组织观察！！。对金相样品进行了镶嵌，，打磨抛光至镜面,使用体积比为1:3:87的HF:HNO₃:H₂O侵蚀液侵蚀15s后，，用Olympus光学显微镜进行观察！！。

图6为分歧温度/超声/速度下的BT14钛合金的显微组织！！。对比图6a、、b可知，，随着温度的升高，，β相向α相转化，，低温时的纤维状α相长大，，并连在一路形成等轴状α相，，组织由双态组织向等轴组织转化，，宏观上阐发为钛合金在高温前提下塑性加强，，与尝试了局一致！！。对比图6a、、c可知，，一致前提下施加超声振动后α相及β相均转化为体积更小且状态更细碎的等轴状，，晶粒得到细化，，从而提升了资料的塑性！！。对比图6c、、d可知,当拉伸速度为较大的3mm/min时,β相更为密集且晶粒尺寸也更大，，纤维状α相也更多;降低速度后，，β相向α相转化更为彻底，，晶粒尺寸减小，，从而使资料的塑性变形能力更强，，这与尝试了局一致！！。

4、、结论

1)在分歧温度/超声/速度复合能场下对BT14钛合金资料进行了拉伸尝试，，了局批注，，提升加热温度、、增长超声振动、、降低加载速度能够减小资料抗拉强度、、提高伸长率，，进一步提升了资料塑性变形能力！！。

2)在影响BT14钛合金资料拉伸机能成分中,加热温度占主导职位，，超声振动和拉伸速度的影响幅值相近！！。温度较低时，，拉伸速度对伸长率的影响较大;温度较高时，，超声振动对伸长率的影响较大！！。同时也注明在高温情况下，，可通过施加超声振动能场来减小拉伸速度的影响，，实此刻较高速度前提下资料成形！！。

3)对拉伸试件断裂处进行显微组织分析，，了局批注，，提高温度可使α相增长，，纤维状α相转造成等轴状α相,组织由双态组织向等轴组织转化;施加超声振动能够使晶粒尺寸减小，，晶粒得到细化使塑性加强;降低加载速度能够使β相向α相的转化更彻底！！。

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（注，，原文标题：：温度超声速度对BT14钛合金拉伸机能的影响）