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钛合金锻造变形程度对钛棒、钛锻件的组织和力学性能的影响

发布时间 :2018-07-02 16:11:23 浏览次数 :

变形程度与变形温度对钛棒、医用钛棒、钛合金锻件组织和力学性能的影响是相互作用的。

钛合金变形程度对高低倍组织有重要的影响。变形程度大于30%-40%时,钛合金组织明显出现细化。为使粗晶针状组织充分细化并转变为球状组织,变形温度必须控制在两相区内,而且变形程度应不小于60%-70%。变形程度大小应保证形成介于针状和等轴状组织之间的中间组织。在高于β转变温度下,进行塑性变形程度也要足够大,才能有效的细化β晶粒。并且变形温度越高,所需的变形程度也越大。

如果钛合金在β相区变形之前先在(α+β)相区进行塑性变形,在β相区变形时,只要在不太大的变形程度(30%~40%)下便可以使组织得到细化。其原因在于,经过(α+β)相区锻造的合金储备了充分的变形能和更多的位错,再在β相区变形时,发生一次再结晶,使得在β相区变形时对合金的晶粒细化更为有效。

但是,在β转变温度以上锻成的模锻件中,往往达不到上述细化晶粒的效果。原因在与模锻件的尺寸大,金属在β相区的温度下停留的时间长。特别是在模锻件的难变形区内,一般都出现粗晶组织,因为这些部位变形程度小,没有产生一次再结晶(β晶粒再结晶),而原晶粒却发生剧烈长大。

变形程度的改变不仅影响到晶粒度,而且对晶内针状(片状)组织有影响,变形程度增大会使晶内组织得到细化。与变形温度的影响一样,变形程度影响最明显的是(α+β)相区的温度下,因为这时有α相存在,而α相经受了塑性变形。

在(α+β)相区的温度下,变形程度的变化,对力学性能,尤其塑性的影响要比在β单相区的更为显著。在β相区塑性变形时,变形温度的提高会使变形程度对力学性能的影响减小。

例如,TC6合金铸锭在高于β转变温度(1050°C)锻造时,随着变形程度的增大,低倍组织逐渐变得细化;变形程度为15%时,铸钛组织未破碎;变形程度为30%时,铸钛组织轻微破碎,略成纤维状;变形程度为60%时,呈明显的纤维状,但还留有较清晰的铸钛组织;当变形程度增大至80%时,呈细小纤维状组织,但仍留有铸钛组织的痕迹。


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