Gr.38鈦合金的退火工藝

  鈦合金作為輕量化結(jié)構(gòu)材料,具有優(yōu)異的綜合性能,密度小,、比強(qiáng)度高,、疲勞強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展能力好,抗蝕性能優(yōu)異,,焊接性能良好等,,因此在航空、航天,、汽車(chē),、造船、能源等行業(yè)具有日益廣闊的應(yīng)用前景,。Gr.38鈦合金是美國(guó)ATI技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的一種新鈦合金,,可代替最通用的中高強(qiáng)鈦合金,其名義成分為T(mén)i-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O,,是一種α+β型高強(qiáng)鈦合金,。與TC4合金相比,Gr.38合金利用鐵代替較高成本的釩作為β穩(wěn)定元素,,其強(qiáng)度與TC4合金相當(dāng),,伸長(zhǎng)率相當(dāng)或略高,但與之不同的是其既能熱加工又能冷加工,,可制成薄板,、卷材、條材,、精密熱扎帶材,、厚板、無(wú)縫管材以及鑄件和工程化產(chǎn)品,。鑒于Gr.38鈦合金具有極佳的超塑成形性和開(kāi)孔疲勞性能,,而且還可進(jìn)行摩擦攪動(dòng)焊接,其用途十分廣泛,,頗適合用來(lái)取代鋼,、鋁、復(fù)合材料,、純鈦材及其他鈦合金,,特別是在航空航天以及軍事防御系統(tǒng)方面有極其廣闊的應(yīng)用前景。目前對(duì)該合金的研究報(bào)道非常少,,因此,,科研人員研究了Gr.38鈦合金小棒材的不同退火制度對(duì)顯微組織、力學(xué)性能和拉伸斷口形貌的影響,。

  制備Gr.38鈦合金所用主要原料為海綿鈦和添加合金元素,,添加的合金元素有鋁釩合金,、鋁豆、鐵釘,、二氧化鈦,。經(jīng)混料、電極制備等過(guò)程,,最后利用真空自耗電弧爐兩次真空熔煉,,制備Φ440mm的鑄錠。利用升溫金相法測(cè)得Gr.38鈦合金的相變點(diǎn)為970±5℃,,Φ440mm鑄錠經(jīng)過(guò)8火次的鍛造,,最終熱軋至Φ20mm的棒材,狀態(tài)為軋態(tài),。退火制度為分別在830,、930、950,、1000℃保溫1h后爐冷,、水冷和空冷。

  在成品棒材上切取75mm長(zhǎng)的試棒作為力學(xué)性能試樣,,切取20mm長(zhǎng)的試棒作為金相試樣,,經(jīng)退火處理后完成試驗(yàn)內(nèi)容。試驗(yàn)內(nèi)容主要是測(cè)試不同退火制度下的顯微組織,、室溫拉伸性能和拉伸斷口形貌,。試驗(yàn)結(jié)果表明:

  (1)在930~950℃保溫1h后空冷(或水冷)退火后,,Gr.38合金能獲得較高的強(qiáng)度和較好的塑性,,綜合力學(xué)性能良好。
 ?。?)Gr.38合金采用830℃保溫1h空冷退火后,,屈服強(qiáng)度低,有利于材料的后續(xù)加工,。
 ?。?)Gr.38合金材料的室溫拉伸斷口形貌都呈蜂窩狀韌性斷裂特征,1000℃保溫1h退火后,,其斷口上的韌窩相對(duì)小而淺,,它的塑性相對(duì)較差。