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TC4鈦合金板材真空退火工藝研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司m.85978597.cn
更新時(shí)間：2015-11-09
TC4鈦合金含有6%α穩(wěn)定元素Al和4%β穩(wěn)定元素V，屬于Ti-Al-V系典型的α+β型鈦合金。該合金約占鈦合金系列市場用量的40%，冷加工難度很大，主要原因是該合金塑性差，屈強(qiáng)比高，而其力學(xué)性能和使用性能在很大程度上取決于顯微組織，其顯微組織又主要取決于熱處理工藝，所以研究不同的真空退火工藝對(duì)性能的影響將對(duì)后續(xù)加工起到?jīng)Q定性的作用。
? ?TC4鈦合金含有6%α穩(wěn)定元素Al和4%β穩(wěn)定元素V，屬于Ti-Al-V系典型的α+β型鈦合金。該合金約占鈦合金系列市場用量的40%，冷加工難度很大，主要原因是該合金塑性差，屈強(qiáng)比高，而其力學(xué)性能和使用性能在很大程度上取決于顯微組織，其顯微組織又主要取決于熱處理工藝，所以研究不同的真空退火工藝對(duì)性能的影響將對(duì)后續(xù)加工起到?jīng)Q定性的作用。此外，研究不同真空退火的去氫效果，使鈦合金表面層的含氫量降低到安全濃度，消除產(chǎn)生氫脆的可能性，避免出現(xiàn)加工裂口也很有必要。
將海綿鈦、高純鋁（99.99%）及鋁釩合金按一定比例在真空自耗爐中熔煉。經(jīng)鍛、軋制成厚3.7mm的半成品板材。
熱加工中加熱溫度為980℃～1020℃。觀察發(fā)現(xiàn)經(jīng)變形率95%的熱變形得到的顯微組織中原始β晶界非常明顯，晶界α相非常明顯，晶內(nèi)α相呈粗大針狀有規(guī)則排列。產(chǎn)生這種組織的主要原因是原始坯料的加熱或變形在β相區(qū)進(jìn)行，或是原始坯料在β相區(qū)進(jìn)行，而在α+β相區(qū)變形時(shí)，所取的變形量較小所致。晶界α是晶界上α相因變形不足未再結(jié)晶遺留下來的，這種組織的塑性差，強(qiáng)度高，必須經(jīng)中間再結(jié)晶退火才能提高其塑性，降低強(qiáng)度，為冷加工創(chuàng)造良好的變形條件。觀察還發(fā)現(xiàn)完全變形區(qū)的晶粒細(xì)小且明顯被拉長。
將原始3.7mm試樣在真空退火爐中退火，選擇塑性性能最差的試樣板材，取4塊試樣。退火制度分別為780℃±2℃、800℃±2℃、820℃±2℃、830℃±2℃，真空度≤0.02Pa，保溫2小時(shí)，200℃出爐。出爐后測定室溫拉伸性能及氫含量。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）退火制度為800℃±2℃，保溫2小時(shí)，可以達(dá)到較低的屈服強(qiáng)度和最高的塑性性能。
（2）退火制度為800℃±2℃，保溫2小時(shí)，能夠得到穩(wěn)定的α+β相網(wǎng)狀組織。
????（3）按現(xiàn)有真空爐真空度≤0.02Pa，采用800℃±2℃，保溫2小時(shí)，氫含量平均較原始試樣降低了0.009%，去氫效果明顯，達(dá)到了后續(xù)冷加工不會(huì)產(chǎn)生氫脆（慢性斷裂）的安全水平。
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