淬火生产工艺对tc4镍合金材料法人和稳定性的损害

来源: 网络整理 2020-01-18

随固溶时冷却速度的提高,合金板材室温强度逐渐提高,塑性变化不大。TC4钛合金含有6%的α相稳定元素Al和4%的β相稳定元素V,属于Ti-Al-V系典型的α+β型双相热强钛合金,具有良好的力学性能和工艺性能,可加工成棒材、型材、板材、锻件等半成品供应,越来越受到人们的青睐。当喷丸压力低于15MPa或陶瓷弹丸喷丸时间小于40s时,残余压应力随深度的增大逐渐降低,最大残余压应力出现在表层。返回料由返回料回收处理生产线进行专业化处理。目前,国内主要侧重于TC4钛合金的高温性能、蠕变性能及热稳定性能等方面的研究,对如何通过制定合理的热处理工艺来满足其实际使用性能的研究还比较少。将海绵钛、高纯铝(999%)及铝钒合金按一定比例在真空水冷铜坩埚非自耗电弧炉中熔炼,电磁场搅拌,氩气保护。热处理在箱式电阻炉中进行,控温精度±5℃。变形量在23~33%范围内变化,对σb及σ2无明显影响。对于大口径高强TC4钛合金无缝管,通常采用挤压-机加工、挤压-冷轧-退火等工艺,挤压坯多为机加工的空心坯,降低了成材率。α相发生再结晶,在其变形的基体内析出多边形的小晶粒,在再结晶的β相中析出次生α,得到β转变组织的基体上分布着α相的组织,且组织较为均匀。由于本工艺采用的是锥形穿孔机,在穿孔过程中,管体的外表面与轧制工具间主要是滚动摩擦,因此管材表面无明显缺陷。固溶淬火后,α片的长宽比减小,笔直的α片发生了扭曲,连续的β相界被破坏,形成薄片或网篮状的α,β相从高温区进行快速冷却时来不及转变成α相而形成亚稳态的β相。由于消除了内应力,使塑性和组织稳定性提高,但强度和硬度有所降低。我国通常在航空航天和军事工业上用于制造飞机的受力结构件、锻件、钣金件,以及用超塑成型生产整体结构件等。在成品棒材上切取75mm长的试棒作为试样,经热处理后完成试验内容。将去应力退火后的板材加工成显微组织观察试样和拉伸试样,进行不同的热处理:退火(790℃×3h),固溶淬火(980℃×1h,水冷),固溶时效(980℃×1h,水冷+580℃×8h,炉冷)。美国在20世纪80年代以后设计的各种先进军用战斗机和轰炸机中,钛合金用量已经稳定在20%以上。

为保证试样化学成分的均匀性,经三次翻转重熔制备TC4合金棒材,经轧制成厚3mm的板材,并进行650℃×4h的去应力退火处理。铸锭经3150t锻造机锻成板坯,板坯经1200mm四辊可逆式热轧轧制并退火后,在1200mm四辊可逆式冷轧机进行18%和30%不同冷轧加工率加工,成品退火后测试其性能优化工艺,并测试优化后TC4板材的超塑性能。试验结果如下:TC4合金在β区域进行连续轧制过程中,当经过21道次(Φ15mm)加工时,原始β晶粒完全消失,全部为细小的再结晶等轴α,随着道次加工量增加,等轴α更加细小弥散。固溶时效后,马氏体α''和亚稳β相部分发生分解,转变成稳定的弥散的α相和β相,其强度和硬度比炉冷的高,但塑性则比炉冷的低,合金的综合性能获得改善。产品的规格增加,生产技术和各项性能达标的难度也随着增加。经990℃×45min,WQ+940℃×1h,AC+540℃×6h,AC热处理得到的板材综合室温拉伸性能较好。为了更多地积累产品力学性能数据,指导后续产品的生产,本文研究了热处理制度对TC4钛合金大规格棒材(φ350mm)的组织和性能的影响。当两种弹丸喷丸强化后,TC4钛合金的疲劳寿命分别可提高10倍和20倍以上。试验结果表明:换向轧制可减少各向异性,两次换向和一次换向的效果相近,差别不大。随着温度的升高,氧化皮的去除难度逐渐加大。

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