隨著(zhù)國內航空航天產(chǎn)品升級換代,對Ti6Al4V鈦合金鈦板材的需求日益增加,對其各種力學(xué)性能和成形性能也提出了越來(lái)越高的要求。高質(zhì)量、大規格鈦板坯是成功制備Ti6Al4V鈦合金大規格鈦板材的關(guān)鍵。科研人員主要研究寬幅板坯不同變形區的顯微組織差異,旨在提高Ti6Al4V鈦合金細晶板坯的制備成熟度和批產(chǎn)穩定性,為后期高品質(zhì)細晶寬幅鈦板材的軋制奠定組織基礎。
Ti6Al4V鈦合金(國內牌號TC4)具有中等的室溫和高溫強度,良好的蠕變抗力和熱穩定性,較高的疲勞性能和抗裂紋擴展抗力(海水中),以及良好的斷裂韌性和熱鹽應力腐蝕性能,適用于各種壓力加工方法成形,并采用各種方式進(jìn)行焊接和機械加工。作為一種多用途材料,Ti6Al4V鈦合金已經(jīng)在航空航天工業(yè)和民用工業(yè)獲得了廣泛的應用。
采用多火次鐓拔自由鍛造工藝將鑄錠鍛造成板坯,鍛造設備為45MN快鍛機,鍛造后成品板坯尺寸為150mm×1060mm×1500mm。在距離板坯邊部約100mm處對板坯沿橫截面進(jìn)行切割,觀(guān)察板坯橫向低倍組織,按照GJB2505A-2008標準進(jìn)行評級。按照要求在鈦板坯不同位置取金相試樣、拉伸試樣。依據GJB1538A-2008的標準進(jìn)行顯微組織檢測并評級,對切取后的拉伸試樣坯料進(jìn)行熱處理,熱處理工藝為810℃/1.5h/AC,對熱處理后的試樣依據GB/T228-2008的標準進(jìn)行室溫拉伸性能測試。試驗結果如下:
(1)鈦板坯不同部位的室溫拉伸性能均滿(mǎn)足指標要求,且有較大的富裕,抗拉強度比標準要求高100MPa以上,屈服強度高出標準值87MPa以上,伸長(cháng)率和斷面收縮率也有一定富余。強度指標實(shí)測數據離散度極小,伸長(cháng)率指標差異較小,說(shuō)明該鍛造工藝達到了對板坯成形均勻性的良好控制。
(2)鈦板坯橫向低倍組織為模糊晶,說(shuō)明該鍛件鍛透性好,晶粒充分破碎,組織細化程度高。
(3)鈦板坯橫向顯微組織以等軸狀α組織為主,板坯心部的初生α平均尺寸略大于其他部位。存在組織差異的原因是板坯心部變形量低于其他部位,晶粒破碎程度相對低。鈦板坯縱向顯微組織以長(cháng)條狀的初生α為主,沿著(zhù)變形伸長(cháng)方向的金屬流線(xiàn)明顯,晶粒細小均勻,各取樣部位組織一致性良好。
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