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热处理工艺对TC16钛合金棒材性能的影响

2020-09-05

      TC16钛合金是一种高强钛合金,主要用于制造航空航天紧固件。它不仅具有较高力学性能,同时具有优异的工艺性能———冷镦性能,可实现冷镦成形,满足标准件高效、连续、自动生产要求。热处理工艺是保证TC16钛合金棒材工艺性能的重要因素,也是TC16钛合金高性能的保证。钛棒厂家介绍退火工艺对TC16钛合金棒材工艺性能的影响规律以及固溶时效工艺参数对TC16钛合金力学性能的影响规律。

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      实验选用宝鸡钛棒厂家经自由锻、精锻、轧制、拉拔等工序加工的TC16钛合金Φ4~8mm棒材,其组织大部分为均匀细小的等轴组织,但局部也存在片状组织。


    在TC16钛合金棒材上取样,分别进行退火处理和固溶时效处理,研究退火和固溶时效处理对材料性能的影响。退火处理温度分别为700、780、800、820、850、900℃,保温时间2h,随后按A、B两种制度进行冷却:A制度为2~4℃/min随炉冷却至550℃,空冷;B制度为空冷。固溶处理温度为700~900℃,保温时间为2h,以水淬方式冷却。固溶处理后,再分别在540℃和580℃保温6、10、12h,空冷进行时效处理。

      TC16钛合金与大多数钛合金相比在退火工艺上有特殊之处,它不像其他钛合金退火冷速越慢塑性越好,而是需要一定的冷速,才能得到需要的冷镦性能。这是因为TC16钛合金退火冷却时,α、β相比例发生了变化,β→α转变也因冷却速度和加工历史不同导致中间相与织构改变,从而性能不同。因此,TC16钛合金退火处理时须对冷却速度严格限制。TC16钛合金在800~820℃保温2h,以2~4℃/min冷速随炉冷却至550℃后空冷,可以得到较为稳定的α+β组织,其中β相大约占25%~30%。这样的热处理形成的组织具有冷态高塑性与冷变形后的高强度。

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