Ti-6Al-4V鈦合金熱擠壓管材工藝研究
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Ti-6Al-4V合金是世界各國通用的典型的(α+β)型兩相鈦合金,具有較高強度和適中的塑性,還具有許多優良特性,隨著航空用材選材判據的變化,要求材料具有優良組織性能。我國對這兩…
Ti-6Al-4V合金是世界各國通用的典型的(α+β)型兩相鈦合金,具有較高強度和適中的塑性,還具有許多優良特性,隨著航空用材選材判據的變化,要求材料具有優良組織性能。我國對這兩相鈦合金熱擠壓管材的工藝研究很少,科研人員研究了航空用Ti-6Al-4V合金不同擠壓工藝對組織性能的影響。
鑄錠經切帽口、去氧化皮后,鑄錠的直徑為620mm,在1250t水壓機上進行β區鍛造。工藝如下:
(1)鑄錠—1100℃沿軸向拔長到290mm左右的多棱棒—1050℃甩圓φ260mm空冷;(2)鑄錠—1100℃沿軸向拔長到320mm左右的多棱棒—1050℃甩圓φ300mm空冷。
采用的擠壓工藝如下:
工藝A:φ260mm擠壓筒(β擠壓)—矯直—機加工;工藝B:β區水冷—950℃φ260mm(兩相區擠壓)—矯直—機加工;工藝C:β區水冷—950℃φ300mm(兩相區擠壓)—矯直—機加工。
表1 擠壓筒、管材規格及擠壓比
工藝 |
工藝擠壓筒規格/mm |
管材規格/mm |
擠壓比 |
A |
φ260 |
φ160×28 |
3.64 |
B |
φ260 |
φ170×36 |
2.28 |
C |
φ300 |
φ170×36 |
3.90 |
表2 擠壓管不同溫度下的力學性能
工藝 |
σb/MPa (室溫/400℃) |
σ0.2/MPa (室溫/400℃) |
δ5/% (室溫/400℃) |
ψ/% (室溫/400℃) |
工藝A |
925/605 |
845/525 |
17/18 |
27/51 |
工藝B |
940/635 |
915/550 |
13/15 |
30/45 |
工藝C |
990/680 |
975/605 |
15/17 |
38/56 |
標準要求 |
895/320 |
825/- |
10/12 |
20/40 |
分析比較表明,采用β區淬火再進行兩相區擠壓可以使擠壓管材的綜合性能較β區擠壓得到提高,擠壓管材性能基本達到研制標準要求。通過本次研制的結果可以認為在兩相鈦合金的β相變溫度附近進行擠壓,并制訂較為合理的擠壓工藝參數,利用動態再結晶原理可以有效地細化晶粒,即可保證材料的綜合性能。