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    宝鸡TC4/GR5钛环

    材质:TC4, GR5

    执行标准: AMS4928、GB/T2965、ASTM-B348、ASTM-B381、GB/T16598

    浏览次数:

    发布日期: 2021-09-24 17:46:50

    全国热线: 0917 - 3573197

    详细描述 / Detailed description

    TC4钛合金属α+β型钛合金,它的组成为Ti-6AL-4V,退火组织为α+β相,它含有6%的α稳定元素铝,通过固溶强化使α相的强度得到提高,钒稳定β相的能力较小,因此退火组织中β相的数量较少,大约占7—10%。

    TC4钛合金在不同的热处理和热加工条件下,其基本相α、β的比例、性质和形态是很不相同的。TC4钛合金的α+β转变温度在1000℃左右,若将TC4加热到950℃,空冷后所得组织为初生α+β转变组织,如果加热到1100℃、空冷,则得到粗大的完全转变的β相组织,称为魏氏组织。如果加热和变形联合作用,对TC4合金的组织和性能的影响更为显著,如果将TC4合金加热到α+β转变温度以上,但变形较小,所得的组织的特征是原始的β晶界完整,晶粒比较粗大,晶内的片状(或针状)α相按一定位相排列,即形成魏氏组织。相应于这类组织的性能特点是:塑性、冲击韧性较低,但抗蠕变能力较好。如果开始变形温度在β转变以上,但变形程度足够太,则得到的魏氏组织的特征是:α相勾划出的β晶界不同程度被粉碎,因而不完整、不清晰,条状α相不同程度被扭曲,这种组织被称为网篮状组织。相应于这类组织的性能特点是塑性、冲击韧性较魏氏组织较好.接近或相当于等轴细晶组织,高温持久和蠕变性能也较好。如果加热温度低于β转变温度,而且变形程度足够,所得组织特征是在等轴组织α相的基体上分布有一定数量的小岛状的β相或β转变组织。即得到所谓等轴组织。这种组织的性能特点是综合性能较好,特别是塑性和冲击韧性较高。如果在α+β相区高温部分变形后又经高温退火(退火温度接近β转变温度),就得到混合型组织,即在β转变组织基体上分布一定数量的等轴α相(或初生α相),这类组织的性能是综合性能好。

    从以上对金相组织的分析可以看出,若TC4性能下降,可能由锻造过程中两个环节引起:

    ①加热温度过高,达到或超过β转变温度;

    ②锻件变形程度不够大。

    从锻造工艺上分析

    TC4钛环如果始锻温度超过合金的β转变温度,由于β晶粒剧烈长大,锻后形成魏氏组织。在机械性能上的反映是,锻件的室温塑性很低,不合技术要求,锻造温度对α+β钛合金的β晶粒尺寸与室温性能的影响是随着温度的提高(β相转变以上)β晶粒变大,而延伸率和断面收缩率变小。这种由于锻造温度超过合金的β转变温度,而使锻件晶粒长大,塑性下降的现象,称为β脆性。因此,对于α+β钛合金,为了避免β脆性,同时使锻件具有良好的综合性能,应在其B转变温度以下锻造。钛合金的β转变温度不仅与合金的成份有关,而且即使同一牌号的合金其α+β转变温度也可能随炉而异。

    钛合金变形抗力比较高,而其导热性又比较差(钛合金的导热性为钢的1/5,铝合金导热性的1/15)。因此,在合金剧烈流动和过重锤击下,由于变形效应可能使锻件个别部位的温度显著上升,若此温度超过β转变温度,则会引起不希望的后果。

    变形程度对钛合金的性能也有影响.变形程度过大、过小都会引起晶粒粗大,造成性能下降。因此,钛合金锻造时,每一火的变形程度应大于15~20%,小于85%。

    由以上分析.可以初步确定出可能引起TC4钛合金性能不合格的几个因素:

    ①锻坯加热时温度过高、超过了该批锻件的β转变点;

    ②成份偏差,致使该批钛棒的β转变点降低,使得锻坯在正常温度下加热就超过了β转变点:

    ③锻造时单次锤击过重,致使单次变形程度过大,从而引起局部过热和聚集再结晶.使TC4钛合金性能下降:

    ④锻后热处理温度过高,使TC4钛锻件温度接近和超过了β转变点。使热处理后的锻件组织呈魏氏组织,从而降低了锻件性能。

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