鈦合金具有密度小、強度高、耐高溫和抗腐蝕性好等優點,在航空航天領域獲得廣泛的應用。美國在20世紀80年代以后設計的各種先進軍用戰斗機和轟炸機中,鈦合金用量已經穩定在20%以上。美國的第四代戰機上,鈦合金用量超過40%。現有航空航天用鈦合金中,應用最廣的是多用途α+β型的Ti-6Al-4V合金,也就是國內通稱的TC4鈦合金。它的工作溫度在400℃左右,一般用于300~350℃,常用來做壓氣機盤和葉片、飛機零件、緊固件、化工設備、汽車連桿、熱交換器、植入物等。近年來,隨著我國航空業的高速發展,原有的小型設備已不能滿足使用要求。航空業已經開始積極研制大型的空中戰斗設備,以提高我國的國防能力。由此,棒材等原材料的供給規格也就隨之提高。產品的規格增加,生產技術和各項性能達標的難度也隨著增加。為了更多地積累產品力學性能數據,指導后續產品的生產,本文研究了熱處理制度對TC4鈦合金大規格棒材(φ350mm)的組織和性能的影響。
實驗材料選用某公司生產的各項指標都符合GJB1538-92的φ350mm棒材。在成品棒材上切取75mm長的試棒作為試樣,經熱處理后完成試驗內容。試驗內容主要是測試不同熱處理制度下的顯微組織、室溫拉伸性能和斷裂韌性。熱處理制度為:在720至800度之間選取若干溫度點,分別保溫2h,空冷。
棒材在α+β兩相區鍛造完成,熱處理后的組織為等軸的α+β轉組織。α相呈球狀或短棒狀,大小較均勻。隨退火溫度的升高,β轉的含量增多,球化增強,均勻化程度提高;室溫強度和斷裂韌性值提高。本實驗中TC4大棒材的最佳熱處理制度為780℃×2h,空冷。









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