钛合金低温力学性能研究进展

吴聪1, 韩晴丹1, 彭丹丹1, 高羡明1, 赵永庆2（1. 陕西科技大学机电工程学院）（2. 西北有色金属研究院）

摘要: 钛合金因其优异的高比强度、耐蚀性、无磁性和良好的低温塑性, 可用作液氢储运、深潜等低温工况下装备的结构材料。系统综述了目前钛合金低温力学性能的研究进展。低温拉伸实验研究表明, TA7、CT20、TC4 ELI 等合金随实验温度的降低, 抗拉强度显著上升, 塑性变化不明显。低温下临界分切应力的增加使得位错滑移难启动, 从而使该合金强度显著提升; 在低温下其较好的塑性可归因于形变孪生和多系滑移的耦合作用。低温冲击试验研究表明, 纯钛在低温下的冲击韧性几乎不变, 高密度孪晶是低温下纯钛冲击韧性仍能与室温下持平的根本原因。Ti80、CT20、TC4 合金随温度降低冲击韧性呈下降趋势, 塑性变形能力的减弱以及较为平直的裂纹扩展路径使得低温下其冲击韧性显著下降。最后, 对钛合金低温力学性能的研究方向进行展望, 指出需开展高强级别钛合金的低温力学性能研究, 并探究增材制造钛合金的低温变形机制和强韧化机理。

关键词：钛合金；低温拉伸；低温冲击韧性；变形机制