PDF《β 钛合金斜轧穿孔试验及热处理》

6 级,较 之穿孔前的组织

5 级相比,晶粒稍有细化. 穿孔温度在合金的相变点以上,理论上组织应该 为全 β 组织, 但从金相组织中看到晶内存在少量黑点, 图3轧辊转速、温度、前进角对管坯分层的影响 Fig.3 Influence of rotational speed, temperature and approach C C

50 100

150 200

250 Rotational Speed of Roll/r・ min-1

100 80

60 40

20 0 Relative Length of Pipe without Laminate/% β=5°

1100 ℃

1050 ℃

1000 ℃ β=7.5°

1100 ℃

1050 ℃

1000 ℃ W distribution U distribution 第3期赵恒章等:β 钛合金斜轧穿孔试验及热处理 ・673・ angle on laminate of pipe 图4Ti26 合金穿孔前后金相组织 Fig.4 Microstructures before (a) and after (b) piercing process of Ti26 alloy forged bar 不能断定在空冷过程中是否有?相析出,为此进行了 XRD 和TEM 分析. 图5~图6分别为 XRD 和TEM 的 分析结果.XRD 和TEM 分析结果表明,仅出现 β 相的3个衍射峰,而没有?相和其他过渡相,合金组织 为全 β 组织,晶粒中的黑点判定为位错腐蚀坑. 2.3.2 穿孔管坯的均匀化热处理 斜轧穿孔过程中存在温度变化,沿材料断面变形 分布有差异,制备出的管材组织性能不均匀,使用前 应进行均匀化处理.图7为穿孔管坯纵向、横向金相 组织.从图中可以看出,穿孔温度高出合金相变点很 多,在穿孔过程和随后的冷却过程中,虽然发生了回 复和再结晶.但是对比管坯纵、横向金相组织,晶粒 明显粗大不均匀,应进行均匀化处理. 图5斜轧穿孔管坯 XRD 图谱 Fig.5 XRD pattern of Ti26 alloy tube 图6斜轧穿孔管材的 TEM 明场像及电子衍射花样 Fig.6 TEM image (a) and its electron diffraction pattern (b) of the Ti26 alloy tube 图7Ti-26 合金穿孔管坯金相组织 Fig.7 Microstructures of Ti-26 alloy piercing tube: (a) cross section and (b) lengthwise section 结合目前钛合金常用的退火工艺,对穿孔管坯分 别进行了感应退火、氩气保护退火、真空退火

3 种均 匀化热处理工艺试验.热处理工艺及处理后的性能见 表1.从处理后的力学性能来看,穿孔管坯经感应退 火处理后,强塑性匹配最好,氩气保护退火处理次之. 热处理后管坯的金相组织见图 8.从处理后的组织对 比来看,感应退火处理后的组织相比未处理的组织更 加均匀,氩气保护处理和真空热处理的组织,晶粒粗 大不均匀.因此,感应加热处理是穿孔管坯的一种比 a b

50 μm

30 40

50 60

70 2θ/(° )

4000 2000

0 Counts/cps β(110) β(200) β(211) b a b

50 μm a b ・674・ 稀有金属材料与工程 第44 卷 较好的均匀化热处理方式,这与其加热时间短、冷却 速度快有关. 表1穿孔管坯热处理后的性能 Table

1 Mechanical properties of tubes under various heat treatment conditions Heat treatment process Rm/MPa Rp0.2/MPa A/% Induction

790 ℃/3 min, AC 802.5

795 15.3 Argon protection:

790 ℃/1 h, AC

785 780

14 Vacuum:790 ℃/1 h, AC

790 782.5 11.3 图8穿孔管材不同热处理条件的金相组织 Fig.8 Microstructures of Ti26 alloy tube: (a) raw tube, (b) indu- ction (790 ℃/3 min, AC), (c) argon protection (790 ℃/

1 h, AC), and (d) vacuum (790 ℃/1 h, AC)

3 结论1) 斜轧穿孔技术用于制备 Ti26 钛合金管材是完 全可行的,穿孔管材组织为全 β 组织,具有一定的塑 性,可继续进行冷轧. 2) 合理控制穿孔温度,降低轧辊转速,增大前进 角,有助于消除穿孔过程各种缺陷. 3) 穿孔管坯感应加热退火方式是进行穿孔管坯 组织均匀化处理的一种有效方式. 参考文献 References [1] Hu Jianhua(胡建华), Shuang Yuanhua (双远华),Wang Fujie (王付杰) et al. Journal of Plasticity Engineering(塑性工程学 报)[J], 2013, 20(3):