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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