热处理对挤压成形TC18钛合金管材组织和性能的影响
发布时间:2017-06-15 18:59
作者:互联网
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航空气瓶必须具有很高的
可靠性和安全性,因而对制作材料的
强度和塑性要求较高,要求抗拉强度在1080~1280MPa之间,屈服强度≥1010MPa,
延伸率≥10%,断面收缩率≥35%。TC18
钛合金是一种高
合金化钛合金,名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe,对应前苏联
牌号为BT22。该合
金属过渡型α+β两相钛合
金,兼有两相钛合金和β型钛合金的特性,具有强度高、变形塑性好、
淬透性优良和
焊接性良好等一系列优点,已被大量用于制作飞机的起落架、框、梁、肋、接头及
紧固件等。文献报道,TC18钛合金经
固溶时效热处理后强度可达到1145MPa,延伸率达到16%,是飞机航空气瓶的候选材料。宝钛集团用挤压法成形了Φ170mm×30mm×L的TC18钛
合金管材作为制作航空气瓶
坯料。该坯料经
退火处理后取样
测试,其抗拉强度在1060~1080MPa之间,屈服强度在960~980MPa之间,不能满足航空气瓶的力学性能要求。为此,研究两相区固溶+时效和双重固溶+时效两种
工艺对挤压成形的TC18钛合金
管材组织和性能影响,为批量化
热挤压成形航空气瓶用的TC18钛合金管材热处理工艺的制定提供依据。选用优质的
海绵钛、
金属铬、
铝钒中间合金、铝丝等原料,经三次真空自耗电弧
熔炼成Φ700mm的TC18钛合金
铸锭,采用金相法测得铸锭的β相变点为870±5℃。铸锭在3150t油压机上反复
锻造,加工成Φ210mm×750mm棒坯;棒坯在3150t
水压机上进行热挤压,挤压温度为900℃,保温20min,得到
规格为Φ170mm×30mm×L的热挤压管。利用电火花
线切割机从TC18钛合金管上切取金相及
拉伸试样。试验选择两种热处理制度:①固溶+时效处理780℃×1h/AC,然后分别在540、560、580、620℃保温8h,空冷;②双重固溶+时效处理840℃保温1h,炉冷至750℃,保温1h,空冷,然后分别在540、580、620℃保温5h,空冷。并进行显微组织观察和拉伸性能测试。试验结果如下:(1)采用固溶+时效热处理,得到显微组织为弥散分布的针状α相,而采用双重固溶+时效热处理后,得到呈弥散分布的片层状α相和等轴α相。随着时效温度的升高,两种工艺处理的组织中初生α相均明显减少。(2)采用固溶+时效和双重固溶+时效热处理,TC18钛合金管材的力学性均能满足航空气瓶的要求。(来源:钛合金)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。