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熱處理工藝對TC16鈦合金棒材性能的影響

2020-09-05

      TC16鈦合金是一種高強鈦合金,主要用於製造航空航天緊固件。它不僅具有較高力學性能,同時具有優異的工藝性能———冷鐓性能,可實現冷鐓成形,滿足標準件高效、連續、自動生產要求。熱處理工藝是保證TC16鈦合金棒材工藝性能的重要因素,也是TC16鈦合金高性能的保證。鈦棒廠家介紹退火工藝對TC16鈦合金棒材工藝性能的影響規律以及固溶時效工藝參數對TC16鈦合金力學性能的影響規律。

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      實驗選用寶雞鈦棒廠家經自由鍛、精鍛、軋製、拉拔等工序加工的TC16鈦合金Φ4~8mm棒材,其組織大部分為均勻細小的等軸組織,但局部也存在片狀組織。


    在TC16鈦合金棒材上取樣,分別進行退火處理和固溶時效處理,研究退火和固溶時效處理對材料性能的影響。退火處理溫度分別為700、780、800、820、850、900℃,保溫時間2h,隨後按A、B兩種製度進行冷卻:A製度為2~4℃/min隨爐冷卻至550℃,空冷;B製度為空冷。固溶處理溫度為700~900℃,保溫時間為2h,以水淬方式冷卻。固溶處理後,再分別在540℃和580℃保溫6、10、12h,空冷進行時效處理。

      TC16鈦合金與大多數鈦合金相比在退火工藝上有特殊之處,它不像其他鈦合金退火冷速越慢塑性越好,而是需要一定的冷速,才能得到需要的冷鐓性能。這是因為TC16鈦合金退火冷卻時,α、β相比例發生了變化,β→α轉變也因冷卻速度和加工曆史不同導致中間相與織構改變,從而性能不同。因此,TC16鈦合金退火處理時須對冷卻速度嚴格限製。TC16鈦合金在800~820℃保溫2h,以2~4℃/min冷速隨爐冷卻至550℃後空冷,可以得到較為穩定的α+β組織,其中β相大約占25%~30%。這樣的熱處理形成的組織具有冷態高塑性與冷變形後的高強度。

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