冷軋道次變形率對TA18鈦合金管材組織與拉伸性能的影響.pdf

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1、第29卷第1期2012年2月TiFVeob1r．u2a9ryN20o．11冷軋道次變形率對TA18鈦合金管材組織與拉伸性能的影響廖強(qiáng)，曲恒磊，楊亞社，南莉，舒瀅，李剛，楊建朝(西部鈦業(yè)有限責(zé)任公司，陜西西安710201)摘要：改變冷軋道次變形率研究其對TA18鈦合金管材組織和拉伸性能的影響。用金相顯微鏡觀察了其微觀組織形貌，用Instron1185拉伸試驗(yàn)機(jī)測試了拉伸性能。結(jié)果表明：冷軋態(tài)TA18鈦合金管材顯微組織為纖維狀；冷軋第三、四道次管材的晶粒取向程度弱于第一、二道次，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較低，但延伸率大幅提高；經(jīng)過750cc／90min再結(jié)晶退火后所有TA18管材晶

2、粒為等軸狀晶粒，組織取向消失，同時(shí)由于細(xì)晶強(qiáng)化作用，使第一、二道次退火后的TA18鈦合金管材保持了相對較高的強(qiáng)度和延伸率。由于第三、四道次冷加工態(tài)性拉伸能指標(biāo)與第一、二道次退火態(tài)較為接近，因此存在通過連軋的方式來簡化工藝流程的可能。關(guān)鍵詞：冷軋道次變形率；TA18鈦合金管；微觀組織；拉伸性能l?！a(chǎn)工藝，使其達(dá)到批量化生產(chǎn)具有重要意義。刖吾2實(shí)驗(yàn)TA18鈦合金是美國于20世紀(jì)60年代末研制出的一種近的+

3、8型鈦合金，名義成分為Ti一3A1—實(shí)驗(yàn)所用原料為擠壓制備的TA18鈦合金管坯，2．5V。該合金不僅具有良好的室溫、高溫機(jī)械性能其規(guī)格為5mmx7mm。采用冷軋的方法進(jìn)

4、行加和耐蝕性能，而且具有優(yōu)異的冷熱加工工藝塑性、工，第一、二道次軋制在LG管材冷軋機(jī)上進(jìn)行，軋成形性和焊接性能。主要用于工作溫度達(dá)315，制變形率均為50％；第三、四道次軋制設(shè)備為LD并要求具有一定強(qiáng)度和抗氧化性的航空部件，尤其管材冷軋機(jī)，軋制變形率均為35％。在每一道次軋是航空航天管路系統(tǒng)¨J。制完成后先進(jìn)行去應(yīng)力退火，然后再進(jìn)行下一道次國內(nèi)于20世紀(jì)70年代中期開始Ti一3A1—2．5V合軋制。金研究，目前已在材料的化學(xué)成分、性能控制等方在金相顯微鏡下觀察不同冷軋道次變形率的面具備了比較成熟的技術(shù)，并具有一定的生產(chǎn)能力。TA18鈦合金管材的顯微組織。在Instron1

5、185拉伸中科院金屬研究所的吳圣華等人對TA18鈦合金試驗(yàn)機(jī)上測量管材拉伸性能。管材三輥冷軋加工進(jìn)行了三維有限元模擬，其結(jié)論3結(jié)果與討論對實(shí)際生產(chǎn)及工藝優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)意義；寶雞鈦業(yè)股份有限公司的陳麗等人對小規(guī)格厚壁的3．1不同冷軋道次變形率下TA18鈦合金管材顯微TA18鈦合金管材的軋制工藝進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，獲得組織與力學(xué)性能了抗拉性能較高的小規(guī)格管材。但上述研究僅局限圖1為不同冷軋道次變形率下TA18鈦合金管材于對軋制工藝的研究。有研究者指出J，金屬材縱向截面的顯微組織。由圖1可知，TA18鈦合金冷料的性能取決于其微觀組織結(jié)構(gòu)。因此，通過對材軋管材組織為纖維狀，相呈點(diǎn)

6、狀彌散分布在O／相料的微觀組織進(jìn)行研究，才能發(fā)現(xiàn)其性能變化規(guī)律。中，冷軋變形使Ot晶粒破碎，晶界模糊，且晶界取本研究以TA18鈦合金管材為研究對象，改變冷向趨于一致。在冷軋的第一、二道次(見圖1a和圖軋加工變形率，觀察其微觀組織，研究微觀結(jié)構(gòu)對1b)，TA18鈦合金管材的纖維狀組織細(xì)小，且取向力學(xué)性能的影響。這對于研究開發(fā)TA18鈦合金管材一致性程度明顯；在冷軋的第三、四道次(見圖1c和圖1d)，TA18鈦合金管材的纖維狀組織粗大，取收稿日期：2011—10—24向一致性程度相對較弱。管材經(jīng)過第一道次冷軋基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2007BEO7B04)作者簡介

7、：廖強(qiáng)(1979一)，男，博士，工程師。后，晶粒尺寸變小，而第二道次軋制時(shí)變形率與第鈦工業(yè)進(jìn)展28TitaniumIndustryProgress高。冷軋第一、二道次抗拉強(qiáng)度值在退火后降低了保持了相對較高的強(qiáng)度和延伸率。第三、四道次退約15％，延伸率升高了近一倍；冷軋第三、四道次火后的晶粒尺寸為50-70Ixm?？估瓘?qiáng)度在退火后降低了約20％，延伸率升高了(3)第三、四道次冷加工態(tài)拉伸性能指標(biāo)與第約25％。一、二道次退火態(tài)較為接近，因此存在通過連軋的由多晶體材料力學(xué)性能與晶粒尺寸關(guān)系的Hal1．方式來簡化工藝流程的可能。Petch公式Jorood可知，金屬材料強(qiáng)度O-和晶

8、粒尺寸d成反比，晶粒尺寸越小，材料的強(qiáng)度值越大。參考文獻(xiàn)由于冷軋第一、二道次TA18鈦合金管材退火后生成[1]萊茵斯C，皮特爾斯M．鈦與鈦合金[M]．陳振華，譯．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：3．了細(xì)小的等軸晶，因此與冷軋態(tài)相比，強(qiáng)度小幅下[2]楊英麗，張樹啟．Ti一3A1．2．5V合金的熱穩(wěn)定性研究[J]．降，延伸率大幅提高；而冷軋第三、四道次TA18鈦鈦工業(yè)進(jìn)展，2000，17(5)：33—35．合金管材退火后，由于晶粒較粗，與冷軋態(tài)相比，[3]席錦會，楊亞社、南莉，等．航空導(dǎo)管用TA18鈦合金強(qiáng)度降低幅度較大，而延伸率