等通道转角挤压(ECAP)加工提高工业纯钛的疲劳强度
发布时间:2009-10-20 07:58
作者:互联网
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钛及
钛合金因为具有良好的耐
腐蚀性和生物兼容性而广泛用作医用结构植入物,所以
合金同时具有高
强度和增强的抗
疲劳能力至关重要。俄罗斯乌法(Ufa)州立航空技术大学和美国洛斯阿拉莫斯(LosAlamos)国家实验室的科研人员共同研究了如何通过等通道转角挤压(ECAP)+
热机械处理(TMT)达到提高合
金高周疲劳性能的目的。试验材料选用工业纯钛(Grade4),在450℃经8个道次通道转角为90°、路径BC的ECAP加工,然后经
锻造和拉拔,最后在350℃
退火6小时。疲劳试验条件为:R=-1,f=50Hz,N=107。研究结果表明:(1)材料经ECAP+TMT
工艺后获得均匀的超细晶组织,强度高,塑性好。(2)在纯
钛材料中形成超细晶组织使其光滑试样的疲劳极限增加到590MPa,比同材料粗晶状态的高出约50%。研究还认为,通过在350℃退火6小时处理可以使疲劳极限再上一个台阶,达到610MPa,退火处理还能提高塑性而不降低强度。(3)超细晶纯钛的疲劳持久极限严重受到
缺口尺寸和形状的影响,缺口敏感性大于粗晶纯钛的,但却比Ti-6Al-4V合金的低得多。室温下不同状态纯钛的力学性能如下:
加工状态 | 极限抗拉强度(MPa) | 屈服应力(MPa) | 延伸率(%) |
一般交货状态 | 700 | 530 | 25 |
超细晶(ECAP+TMT) | 1240±10 | 1150±20 | 11±1 |
超细晶(ECAP+TMT+350℃退火6h) | 1250±10 | 1000±10 | 13±1 |
(晓红)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。