TC4合金超大规格棒材锻造工艺对组织和性能的影响

通过两种锻造方案试制TC4合金450 mm超大规格棒材。分析了两种方案生产的棒材组织、力学性能和探伤杂波水平的差异。结果表明:铸锭经过镦-拔工艺开坯,进行1次"高低高"锻造,然后在相变点以下30～50℃进行变形量大于85%的成品锻造,可生产出组织和力学性能满足GJB 1538标准要求、探伤满足GB/T 5193-A级要求的TC4合金450 mm大规格棒材,且棒材的组织均匀性好。     

锻造温度对Ti60钛合金大规格棒材组织及性能的影响

研究了锻造温度对Ti60合金Φ350mm规格棒材组织、力学性能及探伤的影响。试验选用相同的试验坯料,按照变形方式、变形量相同而变形温度不同进行Ti60合金棒材α+β两相区锻造。研究表明:Ti60合金棒材采用Tβ-40℃进行α+β两相区锻造,其组织晶粒细小,且力学性能及探伤水平均优于采用Tβ-20℃进行α+β两相区锻造的棒材。     

在超低温下使用的TC4 ELI钛合金锻棒的研制

在低温下,TC4 ELI钛合金只能在-196℃下使用。根据某工程的实际需要,开发超低温(-253℃)用TC4ELI钛合金锻棒。从控制氧含量和提高合金纯洁度入手,并在锻造工艺上采用最新"三三一"镦拔组合变形工艺来提升锻棒的组织均匀性,来提高强度和塑性。实验结果表明:高纯洁度是提高TC4 ELI钛合金在-253℃下塑性的基础;"三三一"镦拔变形工艺制得100 mm棒材的超低温力学性能较好,其Rm为1 480～1 510 MPa,Rp0.2为1 240～1 290MPa,A为12.67%～18.67%,Z为27.8%～33.3%,满足工程技术性能指标要求(J901-01-2009)。     

某特殊需求的大规格TC4钛合金棒材制备工艺研究

为给某特殊锻件提供满足缺口应力断裂性能的大规格TC4钛合金棒材,将3次真空自耗熔炼得到的5 t重的Ф720 mm TC4钛合金铸锭,分别采用β相区开坯+两相区直拔锻造和β相区开坯+两相区锻造(镦拔+直拔)两种工艺,制成Ф350 mm TC4钛合金棒材。第二种工艺制备的锻棒组织的均匀性及等轴化程度、超声波探伤水平均优于第一种工艺制备的棒材;普通退火处理后棒材的室温塑性和缺口应力断裂性能也较好;各项技术指标均符合标准要求。     

热加工工艺对医用TC4合金棒材显微组织的影响

研究了热加工工艺对医用TC4合金大规格棒材显微组织的影响。研究结果表明:采用单一的拔长变形方式或单一的镦拔变形方式,不能全面解决医用TC4合金大规格棒材生产过程中经常出现的显微组织不均匀和成品率低下等问题;采用温度梯度镦拔组合变形工艺(Tβ+(30～70)℃镦拔,变形量50%→Tβ-(10～30)℃镦拔,变形量50%→Tβ-(30～70)℃镦拔,变形量50%),可以有效改善精锻用原始棒坯的组织,从而获得具有均匀细小等轴组织的医用TC4合金70 mm棒材。     

锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和性能的影响

研究了α+β锻造、近β锻造、β锻造3种锻造工艺对Ti-1300合金棒材组织和力学性能的影响。结果表明,锻造工艺对Ti-1300合金显微组织影响较大。经α+β锻造后,Ti-1300合金棒材的初生α相为细小等轴状,近β锻造后多为短棒状,β锻造后为沿晶界分布的尺寸较大的块状α相。经不同工艺锻造的Ti-1300合金棒材热处理后,近β锻造和β锻造的抗拉强度明显高于α+β锻造,同时β锻造后棒材的断裂韧性最高,近β锻造次之。本实验条件下,经β锻造的Ti-1300合金棒材抗拉强度达到1390 MPa,断裂韧性超过70 MPa·m~(1/2),是最优的锻造工艺。     

锻造温度对Ti6246合金饼坯组织和力学性能的影响

对Φ200 mm×80 mm Ti6246合金棒坯在985℃(β锻造)、935℃(近β锻造)、900℃(α+β锻造)3种温度下进行锻饼试验,考察锻造温度对饼坯显微组织和力学性能的影响。结果表明:采用β锻造工艺,获得的显微组织为片层状α相+β转变组织;采用近β锻造工艺,可获得由球形α相+片层状α相+β转变组织构成的"三态组织";采用α+β锻造工艺,可获得与原始组织相同的球状α相+β转变组织,但锻造后球状α相含量减少。随着锻造温度降低,Ti6246合金饼坯的室温和高温抗拉强度及屈服强度呈现先降低再升高的趋势,伸长率无显著变化;高温蠕变性能无明显变化趋势;427℃下热暴露100 h后,室温抗拉强度和屈服强度呈现先升高再降低的趋势,塑性指标无显著变化。     

TC9钛合金锻棒的生产工艺及组织与性能研究

选用优质的海绵钛原料,采用三次VAR熔炼制备出TC9钛合金铸锭。锻造中,在普通锻造工艺基础上增加了近β型锻造和多轴向变形锻造,得到了晶粒细小、组织均匀的锻棒。对锻棒进行600℃×1h＋空冷的低温退火处理。力学性能测试结果表明,多轴向锻造棒材的综合性能得到提高,尤其是断面收缩率较普通锻棒提高了79．3％。     

不同锻造工艺对TC4钛合金棒材显微组织与力学性能的影响

研究了α+β两相区锻造、近β锻造和β锻造3种不同锻造工艺对TC4钛合金棒材显微组织和力学性能的影响。结果表明,TC4钛合金经α+β锻造、近β锻造和β锻造3种工艺锻造后,分别获得等轴组织、混合组织以及片层组织;3种组织的强度相当,等轴组织和混合组织的塑性较好,混合组织和片层组织的冲击韧性较好。采用近β锻造方式,可使TC4钛合金棒材获得最佳的综合性能。     

热加工温度对Ti6242S合金小规格棒材组织及性能的影响

采用SXP-16精密锻造机,分别以920、940、960℃三种不同的热加工温度将85 mm的Ti6242S合金棒坯精锻至32 mm叶片用小规格棒材。研究了三种不同热加工温度对Ti6242S合金棒材显微组织、力学性能及探伤杂波水平的影响。结果表明:随着热加工温度的提高,初生α相含量降低,等轴化提高;经过相同的热处理制度(980℃×1 h/AC+595℃×8 h/AC)处理后,三种不同温度热加工的棒材显微组织和力学性能相当;随着热加工温度的提高,棒材的杂波水平提高。     

一种提高Ti5553合金综合性能的热加工方法

为了让Ti5553合金的强度和韧性等综合性能指标达到良好匹配,充分发挥其高强高韧的特点,提出了一种新的热加工方法。首先对Ti5553合金轧棒进行充分改锻,初步得到均匀、细小、无偏析、无β斑的基体组织,然后再利用β锻造形成一种细小密集的网篮组织,并在最后的β热处理过程中,生成β晶粒内的细小片状α转相和晶界处细小分散的α转相。结果表明:采用(Tβ-30)℃两相区改锻、(Tβ-30)℃预锻与(Tβ+20)℃β锻造的联合模锻以及(Tβ+35)℃退火+600℃时效的β热处理工艺后,可获得一种理想的β型钛合金组织,使该合金的强度、塑性和断裂韧性等综合性能指标都有所提高。     

热处理温度对TC10钛合金棒材组织与性能的影响

以不同变形量热锻TC10钛合金棒坯,得到了直径50 mm的钛合金棒材.分别在780、790、800、810、820℃对TC10钛合金棒材进行固溶热处理(保温时间1h,空冷),研究了热处理温度对TC10钛合金棒材组织与性能的影响.研究结果表明,热锻变形量达到70％的TC10钛合金棒材呈现出良好的强度和塑性;在经过温度为8...     

热处理工艺对TC16钛合金棒材性能的影响

TC16钛合金是马氏体型α+β两相高强钛合金,能够通过热处理改善其组织与性能。研究了退火温度与固溶加时效工艺对TC16钛合金棒材性能的影响。结果表明:TC16钛合金采用800～820℃保温2 h,以2～4℃/min冷速随炉冷却至550℃后空冷的退火工艺,能够获得所需的强度和满足冷镦要求的工艺性能;降低固溶温度、延长时效时间与提高时效温度,有利于改善TC16钛合金的塑性,反之,有利于提高TC16钛合金的强度。     

TC17钛合金超大规格棒材的制备

以0级海绵钛、Al-Mo二元中间合金以及适当颗粒度的金属Cr等为原料,经过3次真空自耗电弧炉熔炼得到5 t级TC17钛合金铸锭。铸锭杂质元素含量较小,纯净度良好,合金元素成分的纵横向分布均匀性良好,易偏析元素Cr的纵、横向分布偏差不大于0.35%。铸锭在4 500 t快锻机上经"高低高低"路线的反复镦拔锻造制备成500mm棒材,棒材的低倍组织、显微组织、高温和室温力学性能以及超声波探伤水平等各项技术指标均符合相关技术标准要求,不同部位的组织均匀性、性能一致性良好。     

大规格TZM棒材锻造工艺研究

研究了高性能大规格粉末冶金锻造TZM钼合金棒(φ80 mm×L)锻造的工艺、锻造后棒材的力学性能和相应组织。结果表明,大规格钼合金棒材在锻造时端头鼓出球面易开裂,在较低温度下锻造裂纹很容易扩展延伸,甚至产生贯穿棒材的心部裂纹。采用较高加热温度和回火温度锻造,这时锻造过程裂纹不易延伸,但是棒材容易产生再结晶,使棒材的拉伸性能严重变差。经过适当工艺逐步降温锻造,经取样分析,金相显示晶粒破碎充分,纵向形成了明显的纤维组织。经过1 150℃/30 min消除应力退火,棒材的纵向抗拉强度大于750 MPa,屈服强度大于680 MPa,延伸率大于25%。在钼合金坯料单重大,要求锻造温度高的情况下,采用普通锻锤加工人工操作难度大、效率低。因此,对于大规格棒材,在有条件的情况下,采用大吨位挤压机的先挤压、再锻造的方式进行可提高效率,降低成本。     

热处理工艺对Ti53311S钛合金组织与性能的影响

研究了低温退火和高温淬火＋时效两种热处理方式对Ti53311S钛合金棒材显微组织与力学性能的影响。实验结果表明：经两种不同热处理制度处理后,均能获得满足Q／XB1517—1998标准要求的Ti53311S钛合金棒材。经650oC低温退火处理后可获得等轴a＋β组织,经高温淬火＋时效处理后可获得等轴初生a＋含针状a的转变β双态组织。在生产中,可根据实际情况选取更为适宜的热处理方式,其中,较为经济的热处理方式为650℃×60min／AC;可获得较好力学性能的热处理方式为980℃×（30～90）min／WQ＋650℃×6h／AC。     

一种新型超高强钛合金材料初探

设计了一种九元系α+β两相新型超高强钛合金。探讨了3种极端合金元素含量的新型钛合金经VAR熔炼+常规锻造+热轧制备14 mm棒材的工艺。研究了合金元素含量和热处理对该新型钛合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,该合金在极端元素含量波动情况下具有不同的组织形貌特征;在室温下该材料具有1 200～1 700 MPa的抗拉强度和一般低于5%的延伸率,可以进行真空电子束焊接,但韧性较低;在600℃下具有一定的高温短时强度。根据以上特点,该新型钛合金有望被应用于有特种服役条件要求的场合。