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軋制工藝對(duì)TC4鈦合金中厚板組織及力學(xué)性能的影響
發(fā)布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司bt990.com.cn
更新時(shí)間:2015-07-22
為了對(duì)比“常規(guī)軋制”和“控制軋制”的實(shí)際效果,研究人員對(duì)兩種軋制策略下板材的顯微組織、成品力學(xué)性能進(jìn)行了綜合分析,從而可為控制軋制在熱軋TC4中厚板材的應(yīng)用提供一定的參考。
控制軋制是一種同時(shí)提高材料強(qiáng)度、韌性等綜合性能的軋制方法,它可大大降低燃料消耗,減少金屬燒損,從而降低生產(chǎn)成本,目前在鋼材軋制中已得到廣泛應(yīng)用。然而鈦合金的比熱容小、導(dǎo)熱性差,軋制過(guò)程中溫降快,同時(shí)其成形溫度范圍窄,工藝塑性較差。而且低溫、大變形將大大提高軋制的設(shè)備負(fù)荷,對(duì)設(shè)備能力提出了更高的要求。國(guó)內(nèi)一般在鈦合金板材軋制時(shí),常規(guī)工藝路線是“搶溫快軋”,即要求軋制節(jié)奏加快,同時(shí)板坯加熱溫度處于(α+β)兩相區(qū)的中上限甚至相變點(diǎn)以上,而且一般道次變形量不大。該方法可以在較低負(fù)荷下完成變形,?但不可避免增加了能耗,而且終軋溫度過(guò)高對(duì)于板材組織細(xì)化、綜合性能的提高等都將產(chǎn)生不利影響。
某公司的中厚板材生產(chǎn)線,主體設(shè)備2800mm四輥可逆熱軋機(jī)具有高剛度、高功率、高軋制力特點(diǎn),新型可橫移式電加熱爐可對(duì)軋件中間補(bǔ)溫,同時(shí)該加熱爐距離軋機(jī)近,可減少溫降損失。這些為實(shí)現(xiàn)低溫、大壓下的控制軋制方法提供了較可靠的設(shè)備基礎(chǔ)。為了對(duì)比“常規(guī)軋制”和“控制軋制”的實(shí)際效果,研究人員對(duì)兩種軋制策略下板材的顯微組織、成品力學(xué)性能進(jìn)行了綜合分析,從而可為控制軋制在熱軋TC4中厚板材的應(yīng)用提供一定的參考。
試驗(yàn)材料:δ100mm的TC4板坯,金相法測(cè)得相變點(diǎn)為980~985℃。板坯經(jīng)真空自耗電弧熔煉(VAR)、多火次鍛造及一火軋制,加熱溫度為960℃,一火初軋溫度為950℃。由于變形主要在接近(α+β)兩相區(qū)上部發(fā)生,板坯顯微組織為條狀初生α和片狀α共存的雙態(tài)組織,平均晶粒尺寸約為30~35μm。
軋制方法:本火次為成品軋制,共7道次,總變形率均為55%。對(duì)于常規(guī)軋制,加熱溫度為940℃,主要變形控制在10%~12%,最大變形率為12%;而控制軋制,加熱溫度為910℃,主要變形控制在10%~15%,最大變形率為15%。
對(duì)軋制后板材,在電阻加熱爐進(jìn)行普通退火,熱處理制度為:800℃±10℃,保溫1h,空冷。然后沿板材橫向截取室溫拉伸試樣和金相試樣,進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試和顯微組織觀察。試驗(yàn)結(jié)果表明:
(1)與常規(guī)軋制相比,控制軋制后TC4熱軋板材的室溫強(qiáng)度可提高30MPa,伸長(zhǎng)率與常規(guī)軋制板材的基本相當(dāng)。
????(2)經(jīng)普通退火(800℃±10℃,保溫1h,空冷)后,控制軋制TC4熱軋板材的組織比常規(guī)軋制后的更細(xì)小、均勻。
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