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加工工艺对TA10大规格棒材力学性能的影响

2017-06-16 11:45 来源:中联钢
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TA10(Ti-0.3Mo-0.8Ni)属于近α型钛合金,其微量元素钼、镍可以形成比纯钛低的阴极超电压,可明显提高工业纯钛的抗缝隙腐蚀和点腐蚀能力,且价格远远低于高成本的TA9钛合金,因而常用于化工行业,如生产氯化锌的换热器,处理稀盐酸蒸汽的换热器及真空制盐装置等。
从以往生产的TA10大规格棒材性能测试中发现,d200mm以上规格的合金室温力学性能的塑性偏低,尤其是伸长率与标准的数据相差较大。因此结合生产,科研人员研究了杂质元素氧含量及锻造工艺对TA10钛合金大规格棒材力学性能的影响,揭示了不同晶粒尺寸对应的室温力学性能的变化规律,优选出合理的氧含量及锻造工艺的匹配,使其室温塑性得到明显提高,为该合金工业化大批量生产提供了依据。
试验料为某公司生产的4个两种不同氧含量的TA10铸锭,按照Ti-0.3Mo-0.8Ni(质量分数,%)的成分配料,经二次真空自耗电弧炉熔炼,严格控制杂质元素,特别是O的含量,A、B、C、D四种材料的O含量分别为0.14、0.15、0.11、0.11。
试验选用的A、B、C、D四种材料分别经过2种锻造工艺,生产规格为Ф250mm的大规格棒材。具体锻造工艺如下:
工艺方案1:A、C两个铸锭在相变点以上经过铸锭开坯锻造,破碎铸态组织,在相变点以下采用正常拔长变形,经过60%左右的变形量后,锻制Ф250mm的成品棒材。改锻后棒材均在680℃/2h,AC退火。
工艺方案2:B、D两个铸锭在相变点以上采用镦拔的锻造工艺,增加变形量,使铸态组织得到充分的破碎,而后在相变点以下采用镦拔的锻造工艺,控制锻造
温度的方式,使晶粒充分细化,锻制Ф250mm的成品棒材。改锻后棒材均在680℃/2h,AC退火。试验结果表明:
(1)杂质元素氧的含量对TA10钛合金的室温塑性有重要影响,氧含量降低,延伸率得到很大提高,故对铸锭的氧含量要严格控制。
(2)采用方案2锻造的TA10Ф250mm大棒,通过镦拔工艺,增加变形量,使材料发生充分的动态再结晶,晶粒得到充分的细化,组织均匀性较好。
(3)采用方案1生产的锻棒,由于晶粒粗大且不均匀,导致塑性较低,延伸率没有达到标准的指标要求;方案2生产的锻棒,由于晶粒得到细化,棒材延伸率得到提高,能够满足标准指标要求,且有很大的富余量。

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