1、、、试验资料及步骤
试验选用经过3次真空自耗电弧炉熔炼的Ti80合金,,化学成分如表 1 所示,,选取金相法测得其相变点为 990~1000℃,,铸锭经过多火次铸造、、、机加工后得到厚度 150mm 的板坯,,并在两相区轧制成厚度 10~24mm 的板材,,在板材头或尾用水刀切取规格为原厚×50mm×20mm 的试样,,选取电加热炉进行热处置,,10、、、18、、、24mm 厚板材试样不涂覆防氧化涂料直接热处置,,炉温达到指定温度后试样入炉,,温度不变后保温 45~160min,,出炉后空冷;18mm 板材部门试样所有理论别离刷涂 a、、、b、、、c、、、d 四种分歧玻璃组分填料配比的防氧化涂料,,单面涂覆厚度 100~300μm,,到温后试样入炉,,热处置温度为 980℃,,温度不变后保温 90min,,出炉后空冷。线切割规格为原厚 ×15mm×15mm 的金相试样,,金相试样经过粗磨、、、精磨和抛光后,,选取 2% 的氟化氢铵水溶液进行侵蚀,,在 OLYMPUS GX71 金相显微镜下进行板材高低理论传染层观察,,并进行板材高低理论传染层厚度的丈量,,理论传染层的检测依照 GB/T23603-2009《钛及钛合金理论传染层检测步骤》进行。
表 1 Ti80 钛合金铸锭的化学成分(质量分数,,%)
| Al | Nb | Zr | Mo | Si | Fe | C | N | H | O | Ti |
| 5.5~6.5 | 2.5~3.5 | 1.5~2.5 | 0.1~1.5 | ≤0.15 | ≤0.25 | ≤0.1 | ≤0.05 | ≤0.015 | ≤0.15 | 余量 |
2、、、了局分析与会商
2.1 热处置温度对理论传染层的影响
图 1 为分歧温度热处置后 10mm 厚Ti80合金板材未涂覆防氧化涂料理论传染层描摹。从图1能够看出,,经过 800~900℃热处置后,,板材高低理论显微组织中均出现白色亮层,,此白色亮层即理论传染层,,板材热处置过程中,,理论吸氧表态不变性相对于内部基体显著提高,,热处置后内部基体组织中部门相转造成相,,表层 α 相未转造成 β 相,,从而造成表层与内部显微组织出现差距。表 2 为金相显微镜下丈量得到的分歧温度热处置后 10mm 厚Ti80合金板材理论传染层厚度,,经过800~850℃热处置后,,理论传染层厚度变动不大,,900℃热处置后理论传染层厚度有少量增长。理论传染层厚度整体较薄,,通过通例的抛丸酸洗或理论抛光处置能够去除干净,,不会对板材力学机能和后续使用产生影响。

表 2 分歧热处置参数下 10mm 厚Ti80合金板材理论传染层厚度
| 热处置温度 /℃ | 保温功夫 /min | 上理论 /μm | 下理论 /μm |
| 800 | 45 | 51 | 45 |
| 850 | 41 | 48 | - |
| 900 | 73 | 56 | - |
图 2 为分歧温度热处置后 18mm 厚Ti80合金板材未涂覆防氧化涂料理论传染层描摹。从图 2 能够看出,,经过 965~990℃热处置后,,板材高低理论显微组织中均出现显著的白亮层,,随着热处置温度升高,,内部显微组织中等轴相含量削减,,转变相含量增长,,高低理论由于不休吸氧造成相较不变,,没有转造成相,,因而形成了显著的富氧层,,与内部显微组织有着显著差距。表 3 为金相显微镜下丈量得到的分歧温度热处置后 18mm 厚Ti80合金板理论传染层厚度,,Ti80 板材经过轧制后理论传染层厚度为 60~70μm,,相对较薄,,与 800~900℃热处置后的板材理论传染层描摹和厚度根基靠近,,在 900℃以下进行热处置时,,热处置温度对理论传染层厚度的影响较小。经过 965~980℃高温热处置后,,理论传染层厚度增长,,随着热处置温度升高,,内部显微组织中相含量不休削减,,转变 β 相不休增长,,氧不休从板材表层往中心扩散,,温度越高,,扩散激活能越大,,扩散的速度越快。经过 990℃热处置后,,单面传染层厚度从 190μm 急剧增长到 390μm。由于此温度在Ti80合金相变点左近,,内部组织中等轴相根基转造成 β 相,,转变 β 基体粗化,,理论与内部相含量差距巨大,,别的温度升高使得氧扩散速度进一步加快,,导致理论传染层厚度急剧增长。因而在制订热处置工艺时,,在保障板材机能的基础上,,必要选择合理的热处置温度,,预防板材理论出现较厚的传染层造成后续理论处置难题。

表 3 分歧热处置参数下 18mm 厚Ti80合金板材理论传染层厚度
| 热处置温度 /℃ | 保温功夫 /min | 上理论 /μm | 下理论 /μm |
| 热轧态 | - | 70 | 60 |
| 965 | 150 | 170 | - |
| 980 | 90 | 190 | 190 |
| 990 | - | 370 | 390 |
2.2 保温功夫对理论传染层的影响
图 3 为 980℃热处置分歧功夫后 24mm 厚Ti80合金板理论传染层描摹,,能够看出,,在一样的热处置温度下,,随着保温功夫耽搁,,理论传染层厚度不休增长,,与内部显微组织差距越来越大。表 4 为 980℃热处置分歧功夫后 24mm 厚Ti80合金板理论传染层厚度。由表 4 可知,,单面传染层厚度最厚达到 384μm。理论传染层太厚导致板材有效厚度减小,,资料理论打磨后无形损耗较大,,造成板材成材率降落和出产成本的增长。因而在制订热处置工艺时,,在保障板材机能的基础上,,必要选择合理的保温功夫,,预防板材理论出现较厚的传染层。

表 4 980℃热处置分歧功夫后 24mm 厚Ti80合金板理论传染层厚度
| 热处置温度 /℃ | 保温功夫 /min | 上理论 /μm | 下理论 /μm |
| 980 | 60 | 144 | 141 |
| 980 | 90 | 203 | 235 |
| 980 | 160 | 368 | 384 |
2.3 防氧化涂料对理论传染层的影响
图 4 和表 5 为理论涂覆分歧类型防氧化涂料热处置后 18mm 厚Ti80合金板材理论传染层描摹及厚度,,能够看出,,在一样的热处置温度和保温功夫下,,当涂料在板材理论单面涂覆厚度为 250~300μm 时,,分歧类型防氧化涂料防护成效差距较大。由于分歧涂料玻璃组分填料配比的分歧,,对热处置后涂层致密性产生影响,,导致热处置过程中防护成效差距较大。当板材涂覆涂料 a 时,,高低理论传染层总厚度大于未涂涂料时高低理论传染层总厚度,,涂料在热处置过程中没有起到珍视成效;当板材理论涂覆涂料 b 和 c 时,,理论传染层厚度降落较显著;当板材理论涂覆涂料 d 时热处置过程中防护成效最好,,单面传染层厚度仅 56μm。

表 5 理论涂覆分歧类型防氧化涂料热处置后 18mm 厚Ti80合金板材理论传染层厚度
| 涂料类型 | 涂覆厚度 /μm | 热处置温度 /℃ | 保温功夫 /min | 上理论 /μm | 下理论 /μm |
| a | 250~300 | 980 | 90 | 266 | 190 |
| b | 250~300 | 980 | 90 | 122 | 123 |
| c | 250~300 | 980 | 90 | 109 | 99 |
| d | 250~300 | 980 | 90 | 56 | - |
| d | 100~150 | 980 | 90 | 133 | - |
为了提高现实出产过程中工况合用性,,预防由于操作过程中涂料厚度不均匀导致热处置防护成效较差,,削减涂料 d 的涂覆厚度,,能够看出,,当涂料单面涂覆厚度削减至 100~150μm 时,,理论传染层厚度增长到 133μm,,涂料 d 的防氧化机能和工艺适应性更好,,当涂料厚度削减时,,在热处置过程中仍能起到肯定的珍视作用。因而选择相宜型号的涂料并保障肯定的涂覆厚度能够大幅削减Ti80合金板材高温热处置后理论传染层厚度。
3、、、结论
大气前提下,,理论未涂覆防氧化涂料时,,随着热处置温度升高及保温功夫耽搁,,Ti80 合金板材理论传染层厚度不休增长,,在 800~900℃热处置时,,理论传染层较薄容易去除,,在 965~990℃热处置时,,理论传染层较厚去除难题。
理论涂覆防氧化涂料时,,防氧化涂料配比和涂覆厚度对Ti80合金板材理论传染层厚度均会产生较大影响,,选择相宜型号的涂料并保障肯定的涂层厚度能够大幅削减Ti80合金板材高温热处置后理论传染层厚度,,但不能齐全解除理论传染层。
参考文件
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