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退火温度对TA5钛合金厚板显微组织和拉伸机能的影响

颁布功夫: 2025-07-17 15:27:56    浏览次数:

引言

钛及其合金拥有比强度高、耐热、耐蚀性好等特点,宽泛利用于航空航天、化工、海洋工程等领域。。。TA5钛合金是全α相钛合金,名义成分为Ti-4Al-0.005B,强度中等、塑性较差,但焊接机能和耐蚀机能良好,宽泛利用于船舶制作。。。随着我国船舶工业的发展,TA5钛合金厚板的用量增长、机能要求更高。。。目前对TA5钛合金的钻研重要是棒材和锻件的变形工艺和热处置工艺,对宽幅厚板的热处置工艺钻研较少。。。本文对TA5钛合金厚板进行分歧温度的退火处置,钻研退火温度对其显微组织和室温拉伸机能的影响,为批量出产提供凭据。。。

1、试验资料和步骤

试验资料:试验用TA5钛合金经3次真空自耗电弧炉熔炼,铸锭直径为720mm,化学成分(质量分数)为4.4%~4.5%Al、0.004%~0.005%B、0.23%~0.24%Fe、0.11%~0.13%O、0.006%~0.007%C和<0.001%H。。。铸锭在Tβ以上温度多火次开坯、缴拔、铸造成350mm厚板坯,再在Tβ以下温度一火次轧制成65mm×2300mm×L板材,板的热轧态显微组织重要为拉长、扭曲的α相及在热塑性变形过程中因动态再结晶而产生的少量藐小等轴状α相。。。

截图20250719154029.png

退火工艺:选取6种分歧的退火工艺,具体如下表1所示:

工艺编号工艺参数
1700℃保温 120min 空冷
2750℃保温 120min 空冷
3800℃保温 120min 空冷
4850℃保温 120min 空冷
5900℃保温 120min 空冷
6950℃保温 120min 空冷

机能检测:从65mm厚板上取样,按上述工艺进行退火,随后按GJB944—2018《舰船用钛及钛合金板材规范》要求制备尺度试样,别离选取ZEISSAxioskop2MAT型金相显微镜和INSTRON电子式全能拉伸试验机进行金相检验和拉伸试验。。。

2、了局与分析

退火温度对显微组织的影响:分歧温度退火后TA5钛合金板的α相从拉长、扭曲状变为等轴状。。。700℃退火的板,拉长的α相晶界有大量藐小的再结晶晶粒;;750℃退火的板,α相晶界的藐小再结晶晶粒显著长大,且在拉长的α相晶粒内也出现重结晶晶粒;;800℃退火的板,受压拉长的α相晶粒已齐全再结晶,呈等轴状;;随退火温度升高,α相晶粒仍呈等轴状,但尺寸显著长大。。。

截图20250719154049.png

退火温度对拉伸机能的影响:分歧温度退火的TA5合金板的室温拉伸机能如下表2所示:

工艺编号退火工艺抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)断后伸长率(%)断面收缩率(%)
1700℃保温 120min 空冷77168116.041
2750℃保温 120min 空冷75665817.042
3800℃保温 120min 空冷74664318.544
4850℃保温 120min 空冷73063318.046
5900℃保温 120min 空冷72262318.043
6950℃保温 120min 空冷71661417.042

截图20250719154110.png

随着退火温度的升高,TA5合金板抗拉强度和屈服强度约降落60MPa,断后伸长率和断面收缩率先升高后降落。。。800~850℃退火的板强度和塑性最佳,这与形变的拉长α相晶粒再结晶水平有关。。。因TA5合金板经轧制后的再结晶温度约为800℃,当退火温度低于800℃时,重要产生回复过程,随退火温度升高,资料的回复软化越显著;;在800~850℃退火的板重要产生再结晶,形成藐小的等轴晶粒,塑性改善;;950℃退火的板α相晶粒长大,应力集中更易在晶界产生,从而降低资料的强度和塑性。。。

3、结论

退火后,TA5钛合金板α相描摹从拉长、扭曲状向等轴状转变,在800℃左右实现再结晶,并随着退火温度的提高,再结晶晶粒显著长大。。。

随着退火温度的升高,TA5合金板的室温抗拉强度和屈服强度显著降落,而断后伸长率和断面收缩率先升高后降落,在800~850℃退火的板强塑性最佳。。。

参考文件

[1]罕见金属资料加工手册编写组。。。罕见金属资料加工手册[M].北京:冶金工业出版社,1984.

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