TA15鈦合金的名義成分為Ti-6 .5 al-2Zr-1Mo-1V,其主要強化機制為α穩定元素Al的固溶強化,加入中性元素Zr和β穩定元素Mo、V以提高工藝性能。這種合金的鋁當量是6。58%,Mo當量為2。46%,是一種高鋁當量的近α鈦合金。因此,它既具有α型鈦合金良好的熱強度和焊接性,又具有(α+β)型鈦合金的工藝塑性。材料的性能由其微觀結構決定,微觀結構很大程度上取決于材料的加工工藝。因此,研究熱變形工藝對TA15鈦合金組織和性能的影響具有重要意義。研究人員將重點研究TA15鈦合金試棒在不同鍛造工藝條件下的組織和性能,為實際生產提供技術支持,進一步豐富該領域的研究內容。
化學成分
Al | ZR | MO | V | TI | FE | SI | C | N | H | O | 其它 |
5.5-7.0 | 1.5-2.5 | 0.5-2.0 | 0.8-2.5 | 余量 | 0.25 | 0.15 | 0.10 | 0.05 | 0.015 | 0.15 | 0.3 |
TA15鈦合金材料經過一個三次出現真空自耗電弧作為熔煉技術得到不同直徑為Φ750mm的成品錠。棒材分別采用了以下三種模型鍛造生產工藝方法進行研究試制。工藝A:開坯鍛造在β相區的高溫環境進行3個火次的拔長,成品鍛造在β相區的低溫問題進行了3個火次的拔長,最后摔圓成棒材。工藝B:開坯鍛造與工藝A相同,成品可以鍛造第一火次在β相區的低溫系統進行分析一次鐓拔,隨后在靠近相轉變工作溫度的兩相區進行3個火次拔長,最后摔圓成棒材。工藝C:開坯鍛造學生先在β相區的高溫情況進行1個火次的拔長,然后我們再在企業相同的溫度數據進行2個火次鐓拔;成品鍛造在β相區的低溫產品進行1個火次的拔長,然后在兩相區較低以及溫度信息進行3個火次的拔長,最后摔圓成棒材。棒材鍛后均采用空冷,并在800℃退火1h,隨后通過橫向時間取樣并加工成國標標準試樣質量進行社會組織與性能目標檢測。試驗設計結果具有如下:
1、棒材在不同鍛造工藝下的力學性能測試結果表明,棒材從 a 工藝到 c 工藝的塑性指數不斷提高,強度指數先提高后降低,c 工藝具有較好的力學性能。
2、鍛造溫度高,棒材在鍛造過程中變形不足,導致整個斷面晶粒粗大,組織不均勻,原始 β 晶界未完全斷裂,力學性能差,特別是工藝 a 中棒材的塑性差,工藝 b 的力學性能優于工藝 a 中的力學性能,工藝 c 中的坯料鍛造兩次,在 β 區大變形,成品鍛造兩相區進一步降低溫度,保證一定程度的變形,使棒材的組織完全斷裂,組織細小,是典型的兩態組織特征。因此,工藝 c 棒的綜合性能最好。
3、從室溫拉伸斷口可以看出,從工藝A到工藝C,棒材斷口的韌窩逐漸增大,深度也隨之增加。材料的可塑性越好,酒窩越大越深。從斷裂特征可以看出,工藝C的棒材具有良好的塑性。