TA15钛合金的名义成分为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V,属于高Al当量的近α型钛合金。。。该合金既拥有α型钛合金的热不变性和可焊性,又拥有靠近于α+β型钛合金的工艺塑性,是一种综合机能良好的钛合金。。。与国内和西方国度宽泛使用的Ti-6Al-4V合金比力,当工作温度提高到450~500℃时,TA15合金的强度优越性显著,可逾越100~150MPa。。。所以,TA15合金被宽泛用于制作高机能飞机的重要构件[1]。。。
目前国内2mm厚的TA15钛合金板通常都由冷轧出制品[2],但由于TA15合金冷变形抗力大,冷轧出产工序多,工艺复杂,对设备要求较高。。。本文选取轧2800mm热轧机,通过轧制叠焊的TA15钛板材,直接轧出2mm制品板的工艺路线,进展能利用现有设备,在满足TA15合金薄板工艺与力学机能的基础上提逾越产效能,提升产品资料利用率。。。
1、、试验资料和设备
本试验资料选取规格为164mm厚的TA15钛板坯,用差热法测得相变点为(994±5)℃,化学成分满足GB/T3620尺度要求。。。板坯经过三个轧程的热轧轧制后得到4mm厚的板材。。。
重要出产设备为2800mm四辊可逆热轧机组和1780mm六辊可逆冷轧机组。。。
2、、试验步骤
凭据持久堆集的钛及钛合金轧制经验及TA15钛合金机能的特点[3]:::设计了TA15钛合金薄板的热叠轧工艺(规划1),传统的冷轧工艺记为规划2。。。对两规划制备的制品板材取样观察金相组织,测试力学机能,检验板材的资料利用率。。。
2.1试验规划1
规划1工艺流程为:::理论处置1→重叠焊接→热轧轧制→热处置→分离剪切→理论处置2→制品切割。。。将4张4mm板材理论处置后使用氩弧焊焊接起来,焊接后的板材加热后使用2800mm热轧机轧制。。。轧制设计为6道次,道次变形量最大为20%,总变形量45%,单张板材厚度为2.2mm,轧制后的板材进行大气退火处置,而后使用剪床剪切分离并预剪切,最后校形,理论处置后得到4张制品板材。。。
2.2试验规划2
规划2工艺流程为:::半制品退火1→理论处置1→冷轧1→半制品退火2→理论处置2→冷轧2→热处置→理论处置3→制品剪切。。。将4张4mm板材进行半制品退火,理论处置后使用1780mm冷轧机轧至2.8mm厚半制品板材(冷轧1),轧程变形量为30%。。。进行一次半制品退火和理论处置;;;而后使用1780mm冷轧机由2.8mm轧至2.2mm制品厚度(冷轧2),轧制变形量为21%。。。制品热处置后,板材进行校形,理论处置后最终得到4张制品板材。。。
3、、试验了局及会商
3.1出产效能对比
规划1不必要中央退火,但必要将半制品板材剪切至一样的长宽尺寸并使用氩弧焊焊接起来;;;一个轧程就能够将4mm厚板材轧至2.2mm指标厚度,从半制品到制品最快1d就能够实现出产。。。规划2必要进行两次中央退火,两次理论处置,理论处置必要进行碱酸洗。。。为了预防头部掉渣,轧制前必要在TA15合金板材头尾焊接一致厚度的纯钛料头,焊接工序要在等离子焊机上进行,轧制时为了尽可能预防裂纹、、边裂等缺点,还要使用温轧炉预先对板材进行加热处置,冷轧从半制品到制品最快必要4d功夫。。。综上所述,规划1的出产效能要大大高于规划2。。。
3.2资料利用率对比
两种出产工艺工序损耗与资料利用率见表1。。。
表1损耗与资料利用率(质量分数,%)
| 工艺 | 原料 | 理论处置(无形损耗) | 切边量(有形损耗) | 资料利用率 |
| 规划1 | 100 | 12.5 | 14 | 73.5 |
| 规划2 | 100 | 17.5 | 14 | 68.5 |
由表1能够看出:::由于规划2必要进行屡次理论处置,其会大大提高板材的无形损耗。。。切边、、切头尾等有形损耗,两种工艺险些一样。。。综上所述,规划1譬喻案1的资料利用率要逾越5%。。。
3.3组织机能对比

对两种规划所得到的2mm厚TA15合金板材进行一样制度的热处置,取试样观察横纵向显微组织,如图1所示。。。两种规划出产出的制品板材,其显微组织均为(α+β)两相区加工的均匀组织。。。两强度要高于叠轧板材30MPa左右,这是由于冷轧板材晶粒尺寸越发藐小[4],组织越发均匀,两种加工工艺板材断后伸长率相差不大。。。
表2轧板的力学机能
| 项目 | 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 断后伸长率(%) | 弯曲 |
| 规划1 | 989/984 | 965/959 | 17.5/18 | 合格 |
| 规划2 | 1018/1011 | 973/986 | 17/18 | 合格 |
| GJB2505A | 930~1130 | 855 | 10 | 30° |
4、、结论
(1)热叠轧比冷轧缩短了工艺流程,削减了中央工序,出产周期要比冷轧缩短3d功夫。。。
(2)热轧叠轧工艺的资料利用率要比冷轧工艺逾越5%。。。选取两种工艺都能出产出满足力学机能和工艺机能要求的板材。。。
参考文件:::
[1]李兴无.TA15合金及其在飞机结构中的利用远景[J].钛工业进展,2003,20(4):::90-94.
[2]刘瑞明.TA15合金板材的组织与机能钻研[J].资料开发与利用,2005,20(4):::23-26.
[3]沙爱学,李兴无,储俊鹏.TA15钛合金的通常退火[J].罕见金属,2003,27(1):::213-215.
[4]张杰,王蕊宁,王彦浩.热处置对TA15合金板材组织机能的影响[J].特钢技术,2014,20(1):::27-28.
有关链接
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