TC11钛合金的名义因素为6.5Al-3.5Mo1.5Zr-0.25Si,,,,,属高铝当量马氏体型α+β两相钛合金。。。。。。。。这种合金具有优异的高温强度、耐侵蚀性、热稳固性及抗蠕变性能,,,,,在航空航天领域获得了普遍应用,,,,,常制造压气机盘、叶片、环形件和紧固件等,,,,,是现在航空工业上应用最普遍的钛合金之一。。。。。。。。随着航空航天手艺的生长和应用水平一直提高,,,,,对这些要害部件用钛合金的组织及性能提出了越来越高的要求。。。。。。。。现在,,,,,受钛及钛合金物理性子及熔炼手艺的限制,,,,,铸造仍是钛合金热加工中使用最普遍和最有用的要领。。。。。。。。该要领不但可以直接锻压成所要求的工件形状,,,,,还可以优化微观组织结构,,,,,消除铸态松散等缺陷,,,,,提高质料的力学性能[1-2]。。。。。。。。
1、试验
1.1试验质料
试验用的TC11钛合金铸锭接纳真空自耗电弧炉经三次熔炼,,,,,制品锭型为准720mm。。。。。。。。取铸锭上、中、下三点测化学因素,,,,,效果切合国家标准[3]要求,,,,,详见表1。。。。。。。。接纳金相法测得该铸锭的相变点为1000~1005℃。。。。。。。。

1.2试验要领
试验所用铸锭经1150℃加热开坯至□360mm×L(L为长度),,,,,凭证□360mm×720mm下料后执行表2工艺。。。。。。。。

凭证以上三种铸造工艺,,,,,获得准240mm棒材,,,,,在差别工艺铸造的棒材端部50mm处各取两组试样,,,,,规格为φ240mm×30mm,,,,,每组试样经由950℃/2h,,,,,AC+530℃/6h,,,,,AC的热处置惩罚,,,,,最后对热处置惩罚后的试样举行室温拉伸性能的检测。。。。。。。。金相试样依次接纳80#~1200#砂纸粗磨、细磨、机械抛光(金刚石抛光液),,,,,直至试样的外貌无目视可见划痕后举行化学侵蚀,,,,,侵蚀剂配比为10mlHF+30mlHNO3+160mlH2O,,,,,显微组织视察接纳OLYPUSPEM-3金相显微镜。。。。。。。。室温拉伸试样按GB/T228-2002《金属质料室温拉伸试验要领》制作加工成R7试样,室温拉伸性能测试接纳UTM5205电子万能试验机。。。。。。。。
2、效果剖析与讨论
2.1铸造工艺对TC11钛合金棒材显微组织的影响
图1为使用三种工艺铸造的TC11钛合金棒材显微组织。。。。。。。。比照图1(a)、(b)可以看出,,,,,经α+β两相区铸造后,,,,,TC11钛合金试样的显微组织为典范的等轴组织,,,,,其特征是在β转变基体上漫衍着等轴α相,,,,,等轴α形貌相近,,,,,球化水平较高,,,,,尺寸巨细相似,,,,,约为10μm。。。。。。。。但等轴α含量有所差别,,,,,其中图1(a)等轴α含量约为40%,,,,,图1(b)中等轴α含量约为60%。。。。。。。。由此可见,,,,,随着铸造温度的升高,,,,,溶质原子扩散速率加速,,,,,α相向β相转变增多,,,,,使得初生α相含量镌汰[4]。。。。。。。。因此,,,,,可以通过控制热变形温度来控制TC11钛合金中初生α相与
β相转变的比例,,,,,现实生产历程中应选择合适的变形温度。。。。。。。。

比照图1(b)、(c)可以看出,,,,,图1(c)中α相球化水平较差,,,,,形状大都为条状,,,,,且尺寸粗大,,,,,约为25μm。。。。。。。。图1(b)经由β区和两相区镦拔后,,,,,由于原始铸态组织经由β区充分破碎,,,,,形成的β相区片层组织厚度较薄。。。。。。。,,,,易于破碎球化,,,,,经由两相区镦拔变形后,,,,,原始片层组织已经基本上转化为等轴组织,,,,,球化水平高。。。。。。。。而图1(c)由于未经由β相区充分变形,,,,,原始铸态组织破碎不充分,,,,,形成的片层组织厚度较厚,,,,,虽然经由两相区铸造处置惩罚,,,,,但其组织体现为条状α相,,,,,没有完全球化,,,,,且组织粗大。。。。。。。。因此,,,,,经由β相区充分变形后,,,,,组织更
易于破碎,,,,,等轴组织球化水平更高[5]。。。。。。。。
2.2铸造工艺对TC11钛合金棒材力学性能的影响
对三种铸造工艺的棒材各在R/2处取2个弦向拉伸试样测室温拉伸性能,,,,,对2个试样的室温拉伸性能举行平均,,,,,效果见表3。。。。。。。。由表3可以看出,,,,,凭证工艺B铸造的棒材抗拉强度横跨50~75MPa,,,,,屈服强度横跨30~55MPa,,,,,伸长率及断面缩短率略有降低。。。。。。。。

这是由于在室温下,,,,,两相钛合金的强度随着初生α相含量的转变而转变,,,,,初生α相含量增多,,,,,则其强度升高,,,,,反之亦然。。。。。。。。晶粒的细化水平也会影响合金的强度,,,,,合金组织越粗大,,,,,强度越低,,,,,即强度随晶粒的长大而下降[6]。。。。。。。。因此,,,,,使用工艺B的棒材强度要略高一些,,,,,而塑性与其他两种工艺相当,,,,,棒材的强度和塑性抵达了较好的匹配。。。。。。。。
3、结论
(1)可以通过控制铸造温度来控制TC11钛合金中初生α相与转变β相的比例,随着变形温度的升高,,,,,α相向β相转变增多,,,,,使得初生α相含量镌汰。。。。。。。。
(2)通过β相区和两相区相团结的镦拔变形方法,,,,,更易于原始铸态组织的破碎,,,,,制品棒材等轴组织球化水平较高。。。。。。。。
(3)初生α相含量越高,,,,,等轴组织球化水平越高,,,,,组织越细小。。。。。。。,,,,这有利于棒材的塑性和强度的较好匹配。。。。。。。。
参考文献:
[1]邓瑞刚,,,,,杨冠军,,,,,毛小南,,,,,等.铸造工艺及后续热处置惩罚对TC11钛合金组织及性能的影响[J].机械工程质料,,,,,2011,,,,,35(11):58-62.
[2]朱红,,,,,廖鸿.铸造温度对TC11钛合金组织和性能的影响[J].热加工工艺,,,,,2013,,,,,42(13):128-130.
[3]GB/T3620.1-2007钛及钛合金牌号和化学因素[S]
[4]差别铸造工艺对TC4钛合金棒材显微组织与力学性能的影响[J].钛工业希望,,,,,2014,,,,,31(5):14-17.
[5]张智,,,,,李维,,,,,廖强,,,,,等,,,,,差别铸造工艺对TC10钛合金组织和性能的影响[J].机械工程与自动化,,,,,2014(3):108-110.
[6]赖运金.钛合金片状组织演变机制与球化动力学研究[D].西安:西北工业大学,,,,,2007.
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