冷变形率对退火态TC2钛合金薄板组织和性能的影响

TC2合金是一种中等强度,高塑性的近α钛合金,含有4%的α稳定元素Al和1.5%的β稳定元素Mn。该合金在室温下由处于平衡状态的α相和少量β相组成,β相的含量通常为2%4%。

该合金薄板在热态和有限冷态下具有良好的成形性,并且具有高的热稳定性。该结构可在低于350°C的温度下工作2000 h,适用于制造飞机机翼,稳定器和筏。内部受力部件,例如机翼和机翼以及其他焊接结构构件,已广泛用于航空航天工业。特别地,大尺寸的TC2合金板可以减少焊接数量,并且在航空工业中迫切需要。

很少报道冷轧和退火工艺对TC2合金薄板组织和性能的影响。研究人员研究了冷加工对TC2合金性能的影响,并观察了其微观结构。将TC2合金在真空自耗电弧炉中进行熔炼,并采用单真空和二次氩气填充熔炼工艺来制备Φ420mm的成品锭,其相变点为(975±10)°C。将铸锭在大吨位快速锻造机上锻造以生产厚度为200mm的板坯,使用2800mm热轧机通过三道火将其铸成4mm厚的板。将制得的坯料冷轧并在1780mm六辊可逆冷轧机上以5%至45%的变形率变形。然后,将冷轧变形样品在750℃下进行5h真空退火。通过冷变形和热处理来测量样品的机械性能和显微硬度,并用奥林巴斯显微镜观察金相组织。

测试结果表明:1)当冷变形率从5%增加到43%时,强度增加约200 MPa,伸长率减少15%。随着冷变形率的增加,合金具有更明显的加工硬化现象。 2)合金在750°C×5 h的真空退火热处理条件下,在27%至32%的冷变形率范围内,表现出明显的退火软化。当变形率超过32%时,退火后强度增加,伸长率降低。 3)当片材以28%的变形率退火时,已经完成了完全的再结晶并且获得了均匀的细等轴结构,导致材料的显着软化。当片材以43%的变形率退火时,变形变形能量大,成核和晶粒长大的驱动力大,导致晶粒尺寸显着增加,从而导致片材强度增加而降低。具有可塑性。

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