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钛合金材料由于具有比强度高、断裂韧性好、耐高温、耐腐蚀等优异的综合力学性能而被广泛地应用于航空、航天、化工、船舶等领域。本文介绍了Ti-1100合金的力学性能和研究现状,综述了稀土元素对钛、镁等合金作用机制的研究现状,同时指出了稀土镱(Yb)元素可以改善钛合金的力学性能。以此为基础,研究了镱元素对Ti-1100合金在常温和高温下的力学性能的影响,并依托内蒙古科技大学创新基金项目(2016QDL-B11)支持进行了如下工作:使用钨电极非自耗电弧炉制备不同含量镱元素的Ti-1100-xYb2O3铸态合金(镱元素以Yb2O3的形式加入),利用高温炉配合WDW-300型电子万能实验机对合金在温度为25、300、600和800℃,应变速率为10-4、10-3和10-2s-1条件下进行恒温恒应变速率压缩试验测试其压缩性能,并得到合金压缩变形的真应力-真应变曲线,使用扫描电镜(SEM)对合金显微组织和断口样貌进行了观察。结果表明:Ti-1100合金中加入Yb2O3明显提升了力学性能,在25600℃下,随着Yb2O3含量的增加合金的屈服强度、抗压强度、塑性流变应力均先增大后减小,Yb2O3含量为0.45wt%时,达到极大值。表明在这一温度条件下,Ti-1100-xYb2O3合金中Yb2O3含量为0.45wt%时,力学性能最理想。当温度为800℃时,合金中Yb2O3含量为0.60wt%力学性能最好。Yb2O3细化了合金的α片层间距,其中Yb2O3含量为0.45wt%时最明显。Yb2O3提高了合金高温下α片层的抗变形能力,从而提升了合金的高温力学性能。Ti-1100-xYb2O3合金中,Yb2O3含量为0、0.30和0.45wt%时,试件断面以河流花样伴随着韧性断裂特征的韧窝断口为主,其中Yb2O3含量0.45wt%时韧窝面积最大,表明塑性最好。Yb2O3含量为0.60wt%时,断面为河流花样几乎没有韧窝,材料相对显脆性。为了表征材料的流变应力与变形温度、应变速率和应变量之间的关系,本文以Arrhenius双曲正弦本构模型为基础,提出了考虑应变相的大跨度温度范围力学本构模型,建立了Ti-1100合金和Ti-1100-0.45Yb2O3合金本构方程。通过计算值与试验曲线进行比较以及计算平均相对误差绝对值AARE验证了模型的可靠性。