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中国有色金属加工工业协会
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TC18钛合金大规格棒材锻造工艺研究

TC18钛合金名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe,是一种高强、高韧钛合金。合金突出的优点是在退火状态下即具有很高的强度水平(1080MPa),采用强化热处理后强度可达到1300MPa。并且淬透性极佳,截面淬透厚度可达250mm,由于截面厚度不受淬透性限制,特别适合制造飞机大型承力构件,这也是TC18钛合金最突出的优点,其能采用普通低成本模锻(在模锻锤上进行)、热模锻和等温模锻等多种工艺生产出接近最终形状的锻件。该合金在伊尔-76等飞机上获得了大量应用。
科研人员通过对TC18钛合金铸锭经β区开坯,然后采用3种不同锻造工艺得到Ф400mm棒材,并对所得棒材进行相同热处理后,对获得的显微组织、力学性能等结果进行对比分析研究,从而获得TC18钛合金大规格棒材理想的锻造工艺。
试验采用三次真空自耗电弧炉熔炼的Ф804mm、锭重为4000 kg铸锭。(α+β)/β相转变温度为860~870℃。
对该铸锭在β区加热,采用水压机开坯锻造,再采用不同锻造工艺,经过多火次在单相区或α+β区加热锻造,最终锻造成为Ф400mm棒材。对所得棒材进行相同热处理后取样进行组织、性能检测。详细工艺方案如下:
工艺一:开坯+高低高+30%两相区变形
工艺二:开坯+高低高+70%~85%两相区变形
工艺三:开坯+高低高、水淬+70%~85%两相区变形。
研究结果表明:
(1)采用工艺三(开坯+高低高、水淬+70%~85%两相区变形锻造工艺)所得Ф400mm棒材显微组织与其他两种工艺方案相比较,显微组织均匀性和细化程度均优于其他方案。
(2)采用工艺三(开坯+高低高、水淬+70%~85%两相区变形锻造工艺)所得Ф400mm棒材由于细晶强化机制影响,在保证塑性指标的情况下,获得的强度指标最高。又由于工艺三所得晶粒细小均匀,裂纹扩展所经过途径增长,使该工艺所得断裂韧性指标明显增加,综合性能最好。

本文引用地址:http://www.metalnews.cn/ys/show-867096-1.html

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