TC6鈦合金耐磨板冷軋加工性能的研究

  TC6合金耐磨板是一種綜合性能良好的馬氏體型Ti-Al-Mo-Cr-Fe-Si系的α+β兩相熱強鈦合金,,其名義成分為Ti-6Al-2.5Mo-1.5Cr-0.5Fe-0.3Si,,α/β轉(zhuǎn)變溫度在960~1000℃之間,。該合金除具有普通鈦合金比強度高,、抗腐蝕性好等優(yōu)點外,,還具有良好的室溫和高溫綜合力學(xué)性能,,使用溫度可高達450℃,,常被用于制造航空發(fā)動機葉片,、渦輪盤等重要部件,也可以用于制造飛機的隔框,、接頭等零件。國內(nèi)對TC6鈦合金鍛件,、鑄件,、管棒材等的加工工藝和性能優(yōu)化已做了大量的工作,而對于TC6合金耐磨板的研究較少,,科研人員通過對TC6耐磨板冷軋加工過程的控制,,確定了TC6耐磨板冷軋加工的基本工藝參數(shù),研究了TC6耐磨板的冷軋加工性能,。

  實驗用TC6鈦合金鑄錠是經(jīng)真空自耗電弧爐三次熔煉得到,,其β轉(zhuǎn)變溫度為975~985℃,具體化學(xué)成分為(wt.%):Al6.2,,Mo2.5,,Cr1.4,F(xiàn)e0.41,,Si0.29,,O0.10,Zr<0.01,,C<0.01,,N<0.01,Ti余量,。實驗用TC6鑄錠在β相區(qū)開坯,,α+β兩相區(qū)鍛成板坯。板坯在β轉(zhuǎn)變溫度以上熱軋開坯,,在α+β兩相區(qū)軋制到3.5mm,,經(jīng)中間退火和酸洗后,進行冷軋加工硬化實驗,。加工率每增加5%時,,從板材頭部切200mm長實驗料一塊,余下板材繼續(xù)軋制,,如此反復(fù)軋制,、取樣,直至板材出現(xiàn)邊裂或表面裂紋為止,。然后將切下的不同加工變形量的200mm實驗材料進行測試,,分別測試實驗板的厚度、寬展,、邊裂、組織和力學(xué)性能,。

  上述實驗顯微組織在Axiovert200MAT光學(xué)顯微鏡上觀察,,力學(xué)性能在Instron5885拉伸試驗機上進行測試。試驗結(jié)果如下:

 ?。?)從耐磨板冷軋加工硬化曲線中可以發(fā)現(xiàn),,抗拉強度和屈服強度隨著加工率增加而增加,而延伸率逐漸下降,,這主要是由于隨著冷軋加工率的增加,,位錯密度增加,加工硬化加劇,。當(dāng)加工率達到27%左右時,,抗拉強度和屈服強度曲線趨于水平,說明進入難變形階段,。
 ?。?)TC6鈦合金耐磨板最大冷軋加工率可達到30.3%,此時材料的延伸率降至5.8%,,觀察板材表面開始出現(xiàn)褶皺和浮凸,,邊部出現(xiàn)裂紋。冷軋加工率達到30.3%時寬展量為20mm,。
 ?。?)TC6耐磨板冷軋加工率控制在25~27%時,既有利于冷軋加工,,又可在成品退火后得到均勻再結(jié)晶組織,。