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热处理对tc4钛棒材组织和性能的影响

2019-11-14

    钛合金具有密度小、强度高、耐高温和抗腐蚀性好等优点,在航空航天领域获得广泛的应用。美国在20世纪80年代以后设计的各种先进军用战斗机和轰炸机中,钛合金用量已经稳定在20%以上。美国的第四代战机上,钛合金用量超过40%。现有航空航天用钛合金中,应用最广的是多用途α+β型的Ti-6Al-4V合金,也就是国内通称的TC4钛合金。它的工作温度在400℃左右,一般用于300~350℃,常用来做压气机盘和叶片、飞机零件、紧固件、化工设备、汽车连杆、热交换器、植入物等。

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       近年来,随着我国航空业的高速发展,原有的小型设备已不能满足使用要求。航空业已经开始积极研制大型的空中战斗设备,以提高我国的国防能力。由此,棒材等原材料的供给规格也就随之提高。产品的规格增加,生产技术和各项性能达标的难度也随着增加。为了更多地积累产品力学性能数据,指导后续产品的生产,本文研究了热处理制度对TC4钛棒厂家的组织和性能的影响。


  实验材料选用某公司生产的各项指标都符合GJB1538-92的φ350mm棒材。在成品棒材上切取75mm长的试棒作为试样,经热处理后完成试验内容。试验内容主要是测试不同热处理制度下的显微组织、室温拉伸性能和断裂韧性。热处理制度为:在720至800度之间选取若干温度点,分别保温2h,空冷。

  棒材在α+β两相区锻造完成,热处理后的组织为等轴的α+β转组织。α相呈球状或短棒状,大小较均匀。随退火温度的升高,β转的含量增多,球化增强,均匀化程度提高;室温强度和断裂韧性值提高。本实验中TC4大棒材的热处理制度为780℃×2h,空冷。


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