1、 媒介
TA5-A 钛合金名义成分为 Ti-4Al-0.005B,是一种拥有中等强度迪胙合金,属于典型的 α 合金。该合金拥有优良的焊接机能和耐蚀性,可在海水环境下工作,是船舶造作行业的梦想结构资料,可加工成板材、棒材和锻件,尤其合用于各类刀兵造作[1]。
本文选取分歧温度下加热后进行镦粗的变形工艺规划,对 TA5-A 钛合金棒材进行工艺试验,经热处置后,检测高倍组织和力学机能,分析钻研了变形工艺对该合金综合力学机能和微观组织的影响法规,为选择该合金压力加工工艺提供参考凭据。
2 、尝试资料和步骤
试验选取宝鸡钛业股份有限公司真空自耗电弧炉熔炼出产的 Ф620mmTA5-A 钛合金铸锭,其成分为(wt%):
Al 4.1,B 0.004~0.005,Fe 0.22~0.23,C 0.02,N ≤ 0.01,H ≤ 0.004,O ≤ 0.09,Y ≤ 0.005,切合《钛脊合金商标和化学成分》(GB/T3620.1-2007),(α+β)/β 转化温度为 1000~1010℃。该铸锭在 β 相区开坯,经多火次铸造,并在 α+β 相区经过 40% 的变形,出产为 Ф120mm 的棒材,棒材的组织和机能别离见图 1 和表 1。

分歧加热温度下的镦粗变形试验规划如下 :
规划 1 :960℃加热,变形量 ε=55%
规划 2 :980℃加热,变形量 ε=55%
规划 3 :1030℃加热,变形量 ε=55%
按上述分歧工艺镦粗后所获得的饼材,切取弦向试样,试样经 840℃ / 2h.AC 热处置后进行机能测试和微观组织观察。
3、 试验了局与会商
3.1 镦粗变形工艺对微观组织的影响
分歧变形工艺的镦粗饼材显微组织如图 2。从图中能够看出,这三种工艺得到的组织与棒坯有显著的差距。α+β相区镦粗的饼材(规划 1 和规划 2)其显微组织为典型等轴α 组织。由于镦粗变形时,坯料心部地位为最大变形区,边部地位为自由变形区,心部坯料变形较大,所以 α 晶粒比边部藐幼。而规划 1 譬喻案 2 的变形温度更低,其 α 相细化水平较规划 2 好 ;规划 3 为 β 相变形,其显微组织为针状 α束相互穿插散布的网篮组织。


3.2 镦粗变形工艺对力学机能的影响
三种分歧变形工艺出产的饼材,在 D/4 处取弦向试样,别离检测室温拉伸机能和冲击韧性,检测了局见表 2。从表1 和表 2 能够看出 :与 Ф120mm 棒材的机能相比,三种工
艺下的均比棒材的强杜仔所改善。综合分析,选取分歧的镦粗变形方式可使镦粗后饼材的强度、冲击机能均有所扭转。
经规划 1 和规划 2 出产的饼材,其显微组织描摹与本体差距不大,均为等轴 α 组织,只是经过变形后,晶粒越发藐幼。力学机能中强度和塑性均有所增长,这是由于坯料在经过变形后,晶粒得到肯定细化,通过细晶强化作用使坯料的强度和塑性均提高。冲击韧性有所降低,这是由于针对等轴 α 组织,其 V 型冲击缺口应力集中系数较大,等轴 α相的抗裂纹萌生作用减幼,裂纹扩大蹊径对冲击韧性的影响占主导作用,变形后的组织(规划 1 和规划 2)其 α 颗粒球化水平更好,裂纹扩大蹊径减幼,导致冲击韧性有所降低。
规划 3 出产的饼材,其抗拉强度提高约 40MPa,塑性略有降低,冲击韧性提高较为显著。这是由于变形后组织与坯料有较大变动,为典型的网篮组织。较于等轴组织而言,网篮组织有强度、韧性高,塑性低的特点。由于片状 α 相可能有效的增长裂纹扩大蹊径,所以其冲击韧性值比力高。
4、 结论
(1)三种镦粗变形工艺得到的组织有显著差距,β 区加热变形后得到的组织为网篮组织,组织较为粗壮,晶界不显著。(α+β)区加热变形后得到细等轴组织。
(2)β 区加热变形得到的片层状组织与(α+β)区加热变形得到的等轴组织相比,塑性略有降低,强度和冲击韧性提高。出格是冲击机能提高极度显著。
(3)现实出产中,对于冲击韧性要求较高时,应选取 β锻工艺。在保障 TA5-A 钛合金拥有肯定塑性的前提下,可显著提高冲击韧性指标。同时可保障坯料在铸造过程中拥有优良的加工塑性。
参考文件:
[1]Wang Jinyou(王金友)et al. 航空用钛合金 [M],上海,上?蒲Ъ际醭霭嫔,1985
[2]Cao Chunxiao(曹春晓)et al.Rare metals letters(罕见金属快报)[J],2006,No.1 :17
[3]Wei Shouyong(魏寿庸)et al. 有色金属加工,1988,No.2
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