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  • 鈦合金的組織與性能

    發(fā)布時間: 2018-03-12 16:14:06    瀏覽次數(shù):

    一、鈦合金材料的生產(chǎn)

    鈦及鈦合金是由海綿鈦或海綿抬價合金元素熔煉鑄成鈦錠,用塑性加工方法將鑄錠制成各種加工材(板材、棒材、管材、絲材、型材和鍛件等),不僅使金屬鈦有了便于使用的形狀,而且改善了組織,從而提高了性能。也可用鑄造和粉末冶金等方法制成各種形狀零部件。一般加工材的性能要比粉末冶金制品或鑄件的性能好,但也可以采用熱等靜壓處理技術(shù)改善性能,粉末冶金工藝卻能生產(chǎn)出熔煉工藝難以生產(chǎn)的合金,如顆粒增強合金。


       鈦加工材生產(chǎn)工藝流程見圖

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    二、鈦合金的組織與性能

       鈦合金按組織分類只有三種類型,即a型、(a+β)型和β型。其中c型和β型鈦合金加熱、冷卻后晶型不變,唯有在含一定范圍合金元素的(a+β)型鈦合金,加熱溫度高于相變溫度(7B),快速冷卻時β相具有馬氏體轉(zhuǎn)變,其轉(zhuǎn)變開始溫度用Ms、表示。由于加熱溫度不同,冷卻速度不同,會獲得各種不同的顯微組織,因而具有不同的力學(xué)性能。這一點很重要,使用鈦合金生產(chǎn)各種設(shè)備、零部件時,如有熱影響,必須考慮合金中相轉(zhuǎn)變問題。

    合金加熱、冷卻過程的組織和力學(xué)性能變化舉例如下:

    1、TC4鈦棒(Ti6AL-4V)合金

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    TC4合金加熱到1020℃C,合金高溫顯微組織為單相B組成是固溶體。當(dāng)以不同冷卻速度,如水中淬火、空氣中冷卻和隨爐冷卻時,獲得的顯微組織見圖:

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       與上述情況相同,當(dāng)加熱到950℃和850℃時,不同冷卻速度冷卻后所獲得的顯微組織如圖:

    7-15.jpg7-16.jpg

       TC4合金加熱到1020℃、950℃和850℃后,以不同冷卻速度冷卻,其室溫力學(xué)性能見表:

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    2、TA15鈦棒(Ti-6.5A1-1Mo_lv_2zr)合金

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    TA15合金加熱到1010℃和950℃,以不同冷卻速度,如水中淬火、空氣中冷卻和隨爐冷卻,獲得的顯微組織如圖:

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    TA15合金加熱到1010℃帆和950℃后,以不同冷卻速度冷卻,其室溫力學(xué)性能見表

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        鈦合金的強化熱處理兼有鋼和鋁合金的強化熱處理特點。 鈦合金強化熱處理主要用于α+β型和β型鈦合金。β型鈦合金的強化屬于固溶強化, 加熱時的β相在冷卻過程中不形成馬氏體, 時效時是靠平衡相彌散分布強化。 而α+β型鈦合金的強化機(jī)制取決于淬火馬氏體α' (或亞穩(wěn)β相) 。 一般淬火后,合金獲得α'+β或α+α'+β組織,時效時α不變,α'和β相發(fā)生轉(zhuǎn)變,α' 分解為α+β,原淬火時的針狀組織消失。淬火β相分解為α+β。


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