熱處理對低成本TC4合金板材組織和性能的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新時間：2016-02-24
科研人員通過對板材進(jìn)行不同的熱處理，研究其對TC4鈦合金板材顯微組織和力學(xué)性能的影響，進(jìn)而揭示TC4合金熱處理工藝與組織和性能的關(guān)系，為合金更為廣泛的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。
?Ti-6Al-4V鈦合金已成為世界上所有鈦合金牌號中品種規(guī)格較齊全、工業(yè)用量最大的國際通用型鈦合金。不過，成本問題限制了鈦合金的廣泛應(yīng)用。其中，占總成本60%以上的鈦合金加工成本是各國降低成本研究的重點(diǎn)。上世紀(jì)80年代末，國際上引入冷床熔煉技術(shù)。電子束冷床熔煉技術(shù)除了能夠較好地消除高、低密度夾雜，獲得細(xì)晶均質(zhì)鑄錠外，用電子束冷床爐生產(chǎn)的扁錠，還可直接進(jìn)行軋制，省去了圓錠開坯、鍛造等工序，能最大限度縮短生產(chǎn)流程，降低消耗，節(jié)約成本。電子束冷床爐單次熔煉Ti-6Al-4V合金鑄錠直接軋制的板材在航空、兵器等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
利用某公司從德國進(jìn)口2400kW電子束冷床熔煉爐，大量添加殘料（約占原材料的80%），單次熔煉出TC4鈦合金扁錠；將扁錠表面處理、包覆后在1200mm可逆式熱軋機(jī)上經(jīng)多火次換向軋制，成功熱軋出8㎜厚板材，實(shí)現(xiàn)了TC4鈦合金板材的低成本化制備。產(chǎn)品的內(nèi)部組織決定其最終的使用性能，通過調(diào)節(jié)鈦合金的熱處理規(guī)范可改變其組織和力學(xué)性能?？蒲腥藛T通過對板材進(jìn)行不同的熱處理，研究其對TC4鈦合金板材顯微組織和力學(xué)性能的影響，進(jìn)而揭示TC4合金熱處理工藝與組織和性能的關(guān)系，為合金更為廣泛的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。
實(shí)驗(yàn)用材料取自上述公司板帶廠生產(chǎn)的低成本TC4鈦合金8mm厚板材，其化學(xué)成分符合GB?3620-2007規(guī)定。板材采用單向和交叉換向工藝軋制，由于換向工藝不僅能夠消除組織不均勻性，而且可以減小性能的各向異性，獲得較好的強(qiáng)度與塑性的匹配，因此本研究選用換向軋制工藝制備的板材。
板材軋制完成后，在板材本體上切取試樣并按選定的熱處理制度進(jìn)行熱處理。熱處理制度如下:
A.?固溶750℃/1h，空冷+時效540℃/4h，爐冷；
B.?固溶930℃/1h，空冷+時效540℃/4h，爐冷；
C.?固溶950℃/1h，空冷+時效540℃/4h，爐冷。
試樣熱處理后，分別進(jìn)行顯微組織觀察和室溫力學(xué)性能測試。試驗(yàn)結(jié)果如下：
（1）TC4鈦合金板材固溶處理時，隨溫度升高，合金中的初生α含量顯著減少并逐漸趨于等軸化，而析出的次生α相含量增多。
（2）隨著固溶溫度的升高，合金的室溫抗拉強(qiáng)度增加，但增加的幅度不大，而延伸率則略有降低。
?（3）固溶750℃/1h，空冷+時效540℃/4h，爐冷處理后合金的強(qiáng)度最高，強(qiáng)度與塑性匹配較好。與750℃固溶處理相比，合金的強(qiáng)度顯著提高。固溶930℃/1h，空冷+時效540℃/4h，爐冷處理后合金的強(qiáng)度、塑性與930℃固溶處理的相當(dāng)。而固溶950℃/1h，空冷+時效540℃/4h，爐冷處理后合金的強(qiáng)度比950℃固溶處理的低，而塑性則略高。固溶+時效熱處理后，隨固溶溫度升高，板材的強(qiáng)度和延伸率均呈下降趨勢，但均滿足GB/T3621-2007標(biāo)準(zhǔn)要求。
作為值得信賴的合作伙伴和高品質(zhì)金屬合金的半成品供應(yīng)商，艾荔艾擁有完善的服務(wù)體系和專業(yè)的團(tuán)隊(duì)。在同客戶交易的過程中，我們力求根據(jù)不同的應(yīng)用需求將我們的產(chǎn)品做到精益求精。針對當(dāng)前和未來的市場需求，艾荔艾致力于為客戶提供最佳的金屬材料解決方案。
AILIAI has been a reliable partner and supplier of sophisticated and high-quality semi-finished products maed of alloys. In dialogue with our customers, we optimise our products to meet the specific application requirements. AILIAI develops the best alloy material solutions for current and future challenges.
獲取更多我們供應(yīng)的合金和服務(wù)信息，請致電086-021-67660801或發(fā)電子郵件[email protected]聯(lián)系我們，您也可以通過微博，微信，領(lǐng)英和推特與我們互動。
For more information on the alloys and services that we supply,?call us?at 086-021-67660801 or email us at [email protected]. You can also get in touch on social media, we are constantly active on?Weibo,?Weixin,?LinkedIn?and?Twitter.