冷轧加工率和热处理制度对超塑用tc4板材组织和性能的影响 | 法钢特种钢材(上海)有限公司-凯发体育官网

  tc4钛合金属于α β两相钛合金,与其他两相钛合金一样具有较高的比强度和热强性,较好的综合力学性能和耐蚀性,以及良好的生物相容性,在航空航天航海领域和医学领域得到广泛应用。tc4钛合金在室温下塑性较低、变形困难,其应用曾一度受到限制。研究表明,超塑用tc4钛合金在温度范围为850~950℃,应变速率范围为10-4~10-2/s-1时,呈现良好的超塑性。利用材料的超塑性可以成形在常温条件下无法成形的零件,即超塑成形。但批量生产的超塑用tc4钛合金板材显微组织中往往存在高应力组织、畸变组织、拉长组织或大块组织等组织缺陷,这些缺陷不仅会降低结构件的强度、塑性和疲劳强度等性能,还会严重影响tc4板材的超塑成形。因此,研究tc4钛合金板材的退火工艺,优化退火态组织,对超塑tc4板材的推广和应用有重要意义。

  研究人员通过控制冷轧加工率和调整再结晶退火制度,对超塑用tc4板材进行晶粒细化、等轴化、室温力学性能优化以及超塑性能研究。

  试验采用真空自耗电弧炉3次熔炼tc4钛合金铸锭,其β转变温度为985~995℃。铸锭经3150t锻造机锻成板坯,板坯经1200mm四辊可逆式热轧轧制并退火后,在1200mm四辊可逆式冷轧机进行18%和30%不同冷轧加工率加工,成品退火后测试其性能优化工艺,并测试优化后tc4板材的超塑性能。

  材料显微组织在axiovert200mat光学显微镜下观测,力学性能在instron5885拉伸试验机上进行测试。试验结果表明:

  (1)增加冷轧加工率,经840~880℃退火,有利于超塑用tc4板材得到均匀、无畸变、细小的再结晶组织,晶粒尺寸为4.1~5.3μm。
  (2)在820~860℃保温1h热处理,超塑用tc4板材的室温良好,强度为1065~1048mpa,延伸率为17%~18.5%。
  (3)大冷轧加工率和中高温热处理后,超塑tc4板材在870℃、应变速率为2.4×10-3/s-1时,延伸率可达到894%。