Nb掺杂对TC4钛合金相图和力学性能的影响

摘要

通过CALPHAD方法对Nb掺杂TC4钛合金的相图和力学性能进行了模拟研究.结果表明，掺杂后TC4钛合金的杨氏模量和切变模量随温度升高而下降，随着Nb含量的增加，杨氏模量和切变模量增加.相图研究发现，随着Nb含量的增加，300 K时BETA相含量逐渐增加. Nb元素能够稳定BETA相，属于BETA相稳定元素，并扩大了BETA相区，这与相关实验报道一致.另外，Nb元素的掺入对于TC4的熔点呈现出逐渐增加的趋势.力学性质模拟表明，Nb的加入能够提升室温屈服强度和抗拉强度.在736～1036 K区间，Nb能够明显提升高温屈服强度.疲劳模拟发现，随循环次数增加，掺杂Nb后的TC4钛合金总应变下降，断裂应力增大.总之，Nb的加入对于TC4钛合金的力学性质和疲劳性能有所提升.

关键词

钛合金 / 相图 / 力学性能 / 模拟

基金资助

四川省科技计划重点项目(2020YFS0512); 钢城集团-攀枝花学院科研协同创新平台技术研发项目(HX2023088); 攀枝花学院校级项目(035001731); 攀枝花市级指导性科技计划项目(2024ZD-G-4,2025ZD-S-89)