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廠家對TC4鈦合金的低溫拉伸性能研究

2019-10-19

     TC4鈦合金棒是1940年代初期成功開發的中強度α+β型鈦合金。它具有優異的綜合性能,被稱為通用合金。它是使用最廣泛的鈦合金,廣泛用於飛機結構,包括板。棒材和鍛件等,主要用於製造飛機結構的橫梁,接頭和艙壁中的中等載荷的零部件和緊固件,發動機風扇,壓縮機的圓盤和葉片等。中國幅員遼闊,南北之間的溫差很大,低氣溫達到-5213°C。在低溫環境和中等條件下,材料的內部結構可能會發生變化,並導致材料的機械和物理性能發生變化。如果TC4鈦合金在低溫環境中發生影響材料性能的微觀結構變化,將對飛機發動機的飛行壽命和飛機的飛行安全產生重大影響。因此,了解TC4鈦合金在低溫條件下的機械和物理性能以及顯微組織變化對於飛機和飛機的結構設計以及部件的安全使用至關重要。 

 

      這項工作中使用的TC4鈦合金取自14毫米直徑的熱軋棒材。棒的熱處理係統在750°C下保持11 5小時,然後風冷。合金的化學成分示於表1。TC4鈦棒材根據GB T13239-2006標準進行加工。實驗步驟如下:首先,將樣品在室溫下夾在培養箱中固定;然後將培養箱通過液氮冷卻至243 K;樣品在低溫環境下安靜。 45分鍾後,在此環境下以01 2 mm/min的加載速率測試拉伸性能。


      通過X射線衍射(XRD)對原始狀態的樣品和經過相同低溫處理但未進行拉伸試驗的樣品的合金相組成進行研究,然後比較變化。在對原始狀態的樣品和在低溫處理之後進行拉伸測試的樣品進行表麵拋光和蝕刻之後,通過金相顯微鏡觀察合金的金相結構。蝕刻劑由10 mL HF,5 mL HNO 3和85 mL H 2O組成。 

 

     從表中可以看出,TC4鈦合金在243 K低溫環境下的拉伸強度和屈服強度明顯高於室溫下的拉伸強度和屈服強度,這表明低溫處理導致了TC4的顯微組織。發生。它對拉伸性能的改變是有益的,因為它的機械性能和性能在很大程度上取決於微觀結構[7]。然而,TC4鈦合金在低溫下的伸長率顯著降低,這表明盡管TC4在243 K低溫下仍具有良好的可塑性,但其可塑性卻低於室溫。


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