微量氮元素对纯钛显微组织及力学性能的影响

作者：李文刚; 炊鹏飞^*; 冯甜; 程尊鹏; 郭婉莹; 景然; 李江华

来源：材料热处理学报, 2022, 43(09): 49-57.

DOI：10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0089

• Ti-N合金
• 显微组织
• 力学性能
• 断口形貌

采用真空电弧熔炼炉制备了Ti-xN (x=0、0.02%、0.03%、0.05%、0.1%、0.2%和0.3%,质量分数)钛氮合金，借助光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及万能试验机对铸态钛氮合金的显微组织与力学性能进行了研究。结果表明：随着氮元素含量的增加，合金中针状α相的数量增多，尺寸减小。当氮含量小于0.05%时，其在钛中形成了间隙固溶体，当氮含量为0.05%时，合金中开始生成TiN0.3化合物，当氮含量为0.1%和0.2%时，在合金中形成了大量的TiN0.3化合物，其主要分布在晶界处；当氮含量增加到0.3%时，在合金的晶界和晶内均有Ti2N化合物出现。随着氮元素含量的增加，合金的强度与硬度显著提高，伸长率逐渐降低，当氮含量为0.3%时，钛氮合金的抗拉强度达到759 MPa,硬度为408 HV0.2。断口形貌表明，随着氮元素增加，合金的断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂。

• 单位
  陕西理工大学