Fe对Ti-6Al-4V ELI合金力学性能的影响

研究了Fe含量(0.03%-0.24%, 质量分数)对Ti-6Al-4V ELI (TC4 ELI) 合金力学性能的影响。利用EBSD对合金显微组织进行了表征, 对3种不同Fe含量的TC4 ELI的拉伸性能、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率(da/dN)、蠕变性能进行了对比分析。结果表明: 随着Fe含量增加, 在保持断裂韧性不变的同时, TC4 ELI合金的抗拉强度获得提高; 3种Fe含量的TC4 ELI合金在室温和200℃时的疲劳裂纹扩展速率相当, 而400℃条件下提高Fe含量将增大da/dN; 低于350℃时, 提高Fe含量能够增强合金的抗蠕变能力, 而高于350℃时, Fe的作用相反。分析可知: 微量Fe在β相内富集, 具有固溶强化作用, 从而提高了合金的抗拉强度; 高于350℃时, Fe具有加速扩散作用, 加速了基体内原子和界面的运动, 导致裂纹尖端塑性区内位错运动阻力降低, 从而提高了da/dN, 并且Fe加快了位错攀移的过程, 提高蠕变速率, 而低于350℃条件下, 扩散运动减弱, Fe主要起到强化作用