Ti55531合金是一種新型高強(qiáng)高韌β型合金,其名義成分為Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr-1Zr。該合金擁有良好的淬透性和較寬的加工工藝范圍,特別適合制造必須承受巨大應(yīng)力的零部件,比較適合用于結(jié)構(gòu)件和起落架、機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)掛架之間連接裝置等,在航空航天工業(yè)中日益受到青睞,現(xiàn)已應(yīng)用在A380空客飛機(jī)上。與傳統(tǒng)近β型合金Ti-1023相比,該合金冶煉、加工成本低,不會(huì)產(chǎn)生明顯的成分偏析,且具有強(qiáng)度優(yōu)異和斷裂強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),逐漸有取代Ti-1023的趨勢(shì)。目前對(duì)該合金的棒材熱處理工藝已有許多研究,但對(duì)板材熱處理尚未研究。用正交試驗(yàn)方法優(yōu)化了該合金板材的熱處理工藝,確定了最佳的熱處理工藝,為板材的生產(chǎn)提供了依據(jù)。
試驗(yàn)材料經(jīng)兩次真空自耗電弧爐熔煉制成鑄錠(鑄錠成分按合金名義成分控制),在3150t鍛造機(jī)上鍛造成板坯,然后在1200mm四輥可逆式熱軋機(jī)上軋至8.5mm。
試驗(yàn)選用固溶溫度、固溶時(shí)間、時(shí)效溫度和時(shí)效時(shí)間四個(gè)因素,分別選用三個(gè)水平,采用正交設(shè)計(jì)表,研究不同因素對(duì)Ti55531
鈦合金板材強(qiáng)度和塑性的影響。
(1)各因素對(duì)抗拉強(qiáng)度影響大小為:時(shí)效溫度>固溶溫度>時(shí)效時(shí)間>固溶時(shí)間;對(duì)屈服強(qiáng)度影響大小為:時(shí)效溫度>固溶溫度>固溶時(shí)間>時(shí)效時(shí)間;各因素對(duì)延伸率影響大小為:時(shí)效溫度>固溶溫度>時(shí)效時(shí)間>固溶時(shí)間。
(2)Ti55531
鈦合金板材經(jīng)800℃/60min AC+650℃/6h FC熱處理后,抗拉強(qiáng)度為1242MPa,屈服強(qiáng)度1122MPa,延伸率10.0%,合金具有良好的強(qiáng)度塑性匹配;原始β晶界處有晶界α析出,并在β相基體上α相均勻析出。由于650℃的時(shí)效溫度較高,細(xì)小彌散的點(diǎn)狀α相逐漸粗大,針狀組織更加清晰和密集,并且析出的次生α相數(shù)量明顯粗化聚集。
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