退火工艺对TA15钛合金板三向硬度及显微组织的影响
发布时间:2012-09-21 05:59
作者:互联网
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TA15(Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V)
钛合金是一种通用类
钛合金,其室温
强度较TC4(Ti-6Al-4V)钛合
金高30~50MPa,且
焊接性能良好并具有较好的加工性能和良好的
热稳定性能,适于制作在450℃(6000h)和500℃(3000h)长时间
工作构件,其中
薄板、
厚板大量应用于飞机结构件。然而,由于钛合金组织由密排六方结构的α相和体心立方结构的β相构成,相对其它
金属,
织构更加明显,各向异性更强,这给钛合金的
生产和加工带来较大困难。有关钛合金织构方面的研究较多,常采用X射线和EBSD法,主要针对α+β两相区热加工变形的钛
合金板材或棒材进行研究,对
板材各向异性检验仅采用
拉伸试验方法
测试板材的纵、横向力学性能,并未对板面的力学性能进行测试。
硬度是最简便的力学性能分析方法,也常用来测试钛合金的力学性能。采用硬度方法对板材进行三个方向(板面法向、横向、纵向)的力学性能测试,不仅可以
预测板材的力学性能,也可以预测板材的
工艺性能。研究人员采用硬度法,研究TA15钛合金板材的三向硬度值随
退火温度和时间的变化,并通过金相显微镜观察组织变化。选用的TA15合金薄板的厚度为1.2mm和2.0mm两种
规格。板材经开坯
锻造、
热轧和
冷轧而成,板材在热轧期间经过换向。TA15合金的化学成分见表1。表1 TA15合金的成分(质量分数,%)
Al | Zr | Mo | V | Ti |
5.5~7.0 | 1.5~2.5 | 0.5~2.0 | 0.8~2.5 | 余量 |
板材的
热处理在箱式
电阻炉内进行,所选的温度为740、780、820、850、875、920℃。热处理后的板材表面经过打磨处理,以去除表面氧化皮,然后在洛氏硬度计测试板材的板面硬度,在维氏硬度计上测试板材的横向、纵向硬度。最后在Zeiss金相显微镜上观察显微组织。研究结果:(1)经热轧换向的板材,横向、纵向的硬度相差不大,但板面的硬度高于横向和纵向的硬度,板材具有非常明显的各向异性。(2)850℃退火,0.5h以上可使板材硬度降至最低;温度进一步提高,硬度升高。(3)板材组织明显变化的退火温度在850℃以上,
再结晶过程伴随α相长大和β相体积分数增大,920℃时再结晶结束形成双态组织。(晓红)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。