高强钛合金板材的室温成形
温成形的一种有效方法。为此,科研人员对经820℃退火处理后的2mm厚高强Ti-6Al-4V合金板材在室温下的成形及回弹行为进行了实验室研究。
实验选用的Ti-6Al-4V合金板材的原始组织由93.86%的等轴α相和6.14%的β相组成,平均晶粒尺寸为1.3μm±0.7μm。室温拉伸测试结果显示,其各向异性较大,与轧制方向呈45°方向时,试样
TA1钛板公司
高强钛合金板材的室温成形
温成形的一种有效方法。为此,科研人员对经820℃退火处理后的2mm厚高强Ti-6Al-4V合金板材在室温下的成形及回弹行为进行了实验室研究。
实验选用的Ti-6Al-4V合金板材的原始组织由93.86%的等轴α相和6.14%的β相组成,平均晶粒尺寸为1.3μm±0.7μm。室温拉伸测试结果显示,其各向异性较大,与轧制方向呈45°方向时,试样的屈服强度,延伸率较高,且当达到极限强度时,试样会很快发生断裂。成形极限测试试验在装有半球状冲头的设备上完成,半球冲头的直径为60mm。对比分析了Ti-6Al-4V合金板材室温弯曲和轧制成形时的变形行为。采用装有4个CCD相机的光学应变测量系统来记录每个试样完整的变形过程。通过设计不同的试样形状来测试不同应变路径的变形行为。
钛金属应用
一)航空、航天工业应用
航空:钛合金在飞机上的应用:机身蒙皮、支承件、翼盒、机翼蒙皮、发动机舱、
机身骨架、尾翼蒙皮、机尾罩、垂尾构件、发动机、机翼肋条、机翼梁、机轮、
起落架构件,钛在喷气发动机上的应用:压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管
航天:
钛及钛合金在火箭、航天工业中可用作压力容器,如燃料贮箱、火箭发动,机壳体、
火箭喷嘴套管、人造外壳、载人宇宙飞船船舱(蒙皮及结构骨架)、主起落架、登月舱及推进系统等。
(二)车辆工业中的应用
坦克和战车工业:
战车上钛主要用于指挥舱盖和顶部攻击装甲的改进,钛还用于坦克的主动轴、悬挂臂、拖杆、扭力轴、前轮辐等。
TC4钛合金、钛合金板退火工艺的选择
为了选择合理的退火工艺,我们首先观察加热温度和冷却方式对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响。
试验用料920℃热轧的TC4钛合金棒料、热轧总变形率为80%左右,a+β/β相变点为980~990℃。将试样于1000℃、950℃、930℃、830℃加热保温1小时后分别进行空冷、水冷和炉冷。不同退火方式对显微组织和力学性能都有影响。
其中冷却速度对上述四个温度的显微组织和力学性能产生很大影响。当水冷时,1000℃、950℃和930℃处于平衡的β相成分均要发生马氏体转变,β相转变为马氏体a`针。在1000℃时表现出明显的魏氏体组织,其力学性能与1000℃空冷的数据相当。在950℃和930℃并水冷的试样上,显微组织与空冷时的特征相似,但等轴初生a相之间的是β+马氏体a`针。此时对应的综合性能,而且有比空冷组织更好的蠕变抗力。830℃保温时平衡的β相成分已碰不到M线,但水冷后在晶间β相中也发现了十分细小的针状转变产物,仅能用电子显微镜分辨出来。但针状产物的结构尚未测得。实际运行经验还表明,钛和钛板的表面氧化膜遭到破坏后,需要较高的含水量才能使钛和钛板重新钝化。此时抗拉强度和断面收缩率都很低。至于炉冷,由于试样冷却速度慢,在高温停留时间长,多型性转变进行的充分,所有的a相均变得粗大。1000℃炉冷后,在原始β晶粒内产生粗大的a相片和片间β相,在原始β晶界上还有条状a相形成的厚网,一般称为网篮状组织。950℃、930℃和830℃炉冷后,由于a相倾向于在原a相界面生核、长大,显微组织均为等轴a和晶间β相。在1000℃炉冷后的抗拉强度比空冷和水冷的低,拉伸塑性要高。在其它温度炉冷后的综合性能也均比水冷和空冷的低。
综上所述,为了使TC4钛合金得到的强度和塑性综合性能,同时又有好的蠕变抗力及断裂韧性,可采用在950℃保温1小时后空冷(或水冷)的退火工艺。为了便于随后的加工,冶金厂出厂时,TC4钛合金均采用在700~800℃保温1小时空冷的工艺。在施工不便的位置,可以使用镍钛合金形状记忆合金制成销钉,装进孔中进行加热。对于一些大尺寸锻件,为了保证性能的均匀性,有时采用炉冷的工艺。
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