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退火温度对钛合金棒材组织及机能的影响

颁布功夫::: 2021-08-22 11:02:29    浏览次数:::

钛合金棒材因其拥有优越的机能而逐步宽泛的利用于分歧领域,,对推进我国高端科学技术发展奠定了基础!1疚氖匝樗∮玫念押辖鹞狦r.9合金,,属于α+β型钛合金,,该钛合金拥有较低的变形抗力,,能够实现冷加工处置,,常用于军工产品领域!n押辖鸬幕苁茉制温度影响较大,,对钛合金显微组织以及机能影响较大!;;诖,,本文以该类钛合金为钻研对象,,通过退火试验对钛合金棒材的显微组织和机能进行钻研,,为进一步制订越发优越的加工工艺等提供参考!

钛合金棒

1、、、试验原资料及过程

本文试验所用的钛合金原资料经过两次真空熔炼后制备成φ220mm的钛合金铸锭,,再经过升温金相法获得该钛合金的相变点为950℃!n押辖鸢舨闹谢г爻煞衷毯 :::Al元素,,含量为3.92%,,V元素含量为2.38%,,Fe元素含量为1.49%,,C元素小于0.045%,,N元素小于0.0067%,,H元素小于0.0025%,,O元素小于0.25%!=押辖鹬г1150℃前提下保温3h后进行铸造,,制作成变形量大于80%的中央坯料 ;;再经过加热升温至900℃,,经过屡次铸造,,每火次变形量大于50%,,最终制作成φ120mm棒坯,,进行制作成φ50mm的棒材若干个!=谱鞒傻陌舨姆只4组尝试样材,,将其置于箱式电阻炉中进行退火试验,,退火温度节制在800℃、、、750℃、、、700℃和650℃下保温1.5h后空冷处置!=却χ煤蟮念押辖鹑1/2半径纵向拉伸,,制作成试验样材[1] !

2、、、试验了局与分析

2.1 退火温度对显微组织的影响

凭据试验了局显示,,在热加工过程中钛合金棒材的显微组织属于典型的两相区组织,,即α相和β相,,两相显微组织均为等轴状组织!5蓖嘶鹞露仍650℃左右时,,钛合金棒材的显微组织与热加工态相的变动较为显著,,钛合金棒材显微组织的球化和均匀性有显著的扭转!K孀磐嘶鹞露鹊某中,,钛合金棒材显微组织中的初生α相含量逐步削减,,且初生α相晶粒逐步趋于等轴状,,棒材显微组织中β相和次生α相逐步成长,,体积分数逐步增大!5蓖嘶鹞露冉橛650℃~ 750℃领域内时,,钛合金棒材的显微组织变动不大,,相对不变!5蓖嘶鹞露戎鸩缴咧800℃时,,钛合金棒材显微组织中中等轴α相晶体呈显著增大趋向,,部门区域可能出现等轴状α相晶体长大并衔接在一路形成块状散布的α相!W凵纤,,当退火温度大于750℃以来时,,钛合金棒材显微组织中的初生α相出现显著成长的景象,,并且晶体多呈等轴状散布!R蚨,,该类钛合金棒材在700℃~ 750℃时获得等轴组织相对均匀、、、晶体巨细相对均匀的显微组织[2] !

2.2 退火温度对力学机能的影响

凭据退火试验数据,,对分歧退火温度进行了钛合金棒材力学机能的分析!5蓖嘶鹞露任650℃时,,钛合金棒材的抗拉强度为1013.4MPa,,较热加工态的抗拉强度(1043.5MPa)削减了30.1MPa ;;屈服强度为920.4MPa,,较热加工态的屈服强度(950.4MPa)削减了30.0MPa ;;延长率为18.5%,,较热加工态的延长率(16.5%)升高了2% ;;断面收缩率为48.5%,,较热加工态的断面收缩率(46.5%)升高了2%!5蓖嘶鹞露任700℃时,,钛合金棒材的抗拉强度为998MPa,,较热加工态的抗拉强度削减了45.5MPa ;;屈服强度为917MPa,,较热加工态的屈服强度削减了33.0MPa ;;延长率为19.3%,,较热加工态的延长率升高了2.8% ;;断面收缩率为49.5%,,较热加工态的断面收缩率升高了3.0%!5

退火温度为750℃时,,钛合金棒材的抗拉强度为987MPa,,较热加工态的抗拉强度削减了56.5MPa ;;屈服强度为912MPa,,较热加工态的屈服强度削减了38.5MPa ;;延长率为19.0%,,较热加工态的延长率升高了2.5% ;;断面收缩率为52.5%,,较热加工态的断面收缩率升高了6.0%!5蓖嘶鹞露任800℃时,,钛合金棒材的抗拉强度为982.5MPa,,较热加工态的抗拉强度削减了61.5MPa ;;屈服强度为909.5MPa,,较热加工态的屈服强度削减了41.0MPa ;;延长率为19.5%,,较热加工态的延长率升高了3% ;;断面收缩率为53.0%,,较热加工态的断面收缩率升高了6.5%!

由上述统计数据能够得出,,当退火温度在650℃左右时对钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度影响较大,,而对断面收缩率和延长率影响较小,,其变动领域在2%左右 ;;当退火温度升高至700℃~ 800℃时,,钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度变动较小,,总体上随温度升高略有降低,,但总体上变动幅度较小 ;;退火温度持续升高对断面收缩率影响相对较大,,总体上随退火温度升高而断面收缩率逐步升高 ;;退火温度升高对延长率影响较小,,根基趋于不变状态!5贾抡庖痪跋蟮脑蛟谟谒孀磐嘶鹞露鹊闹鸩缴,,显微组织中次生α相逐步被球化、、、等轴化,,而初生α相逐步成长,,β相含量逐步降低,,导致钛合金的强度降低!W凵纤,,当退火温度介于650℃~ 800℃之间时,,固然钛合金棒材的拉伸机能等有所差距,,但总体上棒材的力学机能均满足企业要求,,充分注明该类钛合金拥有较好的热加工机能[3] !

2.3 退火温度对棒材硬度的影响

本次试验选取HVS-10型数显小负荷维氏硬度测定尝试组板材的硬度!T谑萃臣乒讨,,为了提高数据的真实靠得住性,,每个样材中拔取3个点进行硬度统计,,最后求得3个数据的均匀值代表该样材的最终硬度!Mü⑹粤司值贸,,当钛合金棒材在热加工态下经过650℃退火处置后,,钛合金棒材的硬度显著降低,,钛合金棒材的硬度仅为20HV1左右!5蓖嘶鹞露却650℃变动至800℃时,,固然钛合金棒材的硬度依然呈降落趋向,,但是硬度降落幅度显著降低,,随着温度的升高根基趋于不变!5蓖嘶鹞露任750℃和800℃时,,二者所对应温度的硬度变动之差小于3!5蓖嘶鹞露冉橛700℃~ 750℃时,,钛合金棒材的硬度不变性较好,,总体上钛合金棒材的硬度介于320HV1 ~ 340HV1之间!

与企业所需产品要求对比,,得出退火温度介于700℃~ 750℃时所出产的钛合金棒材的硬度满足企业要求!W凵纤,,退火温度对钛合金棒材的硬度影响较大,,综合思考后以为退火温度为700℃~ 750℃时所出产的产品硬度满足要求!

3、、、结语

综上所述,,钛合金棒材属于α+β型钛合金,,为典型的两相区组织!K孀磐嘶鹞露鹊闹鸩缴,,次生α相逐步成长,,晶粒等轴化、、、球化显著,,在700℃~ 750℃时获得等轴组织相对均匀、、、晶体巨细相对均匀的显微组织 ;;当退火温度介于650℃~ 800℃之间时,,固然钛合金棒材的拉伸机能等有所差距,,但总体上棒材的力学机能均满足企业要求,,充分注明该类钛合金拥有较好的热加工机能 ;;综合思考后以为退火温度为700℃~ 750℃时所出产的产品硬度满足要求[4] !

参考文件

[1] 沈立华,韩伟松,朱宝辉,等.退火温度对ATI425钛合金棒材组织与机能的影响[J].罕见金属与硬质合金,2020,48(01):47-50.

[2] 孙虎代,王田,陶海林,等.轧制温度及退火温度对TA5钛合金棒材组织和机能的影响[J].中国钛业,2017(04):40-43.

[3] 刘广发,张衡,毛友川,等.轧制温度对IMI550钛合金棒材组织和力学机能的影响[J].资料开发与利用,2015,30(02):42-47.

[4] 王丽瑛,魏寿庸,高博,等.退火制度对TC25钛合金棒材组织和力学机能的影响[J].钛工业进展,2011,28(02):36-38.

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