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不同熱加工工藝對TC11鈦合金、TC11鈦棒組織和性能的影響

發(fā)布時間 :2019-08-02 09:31:27 瀏覽次數(shù) :

TC11鈦合金是一種α+β型耐熱鈦合金,主要用于制造飛行器壓氣機盤、葉片等零件,是國產(chǎn)航空發(fā)動機用主要鈦合金材料,現(xiàn)已推廣應用于火箭發(fā)動機的轉(zhuǎn)動部件。隨著該合金的廣泛應用,其各項技術(shù)指標的要求也越來越嚴格。

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在鈦合金的變形半成品中,特別是在兩相鈦合金的變形半成品中,合金成分、坯料原始組織、加熱制度、變形率、變形均勻性和變形的溫度條件是影響棒材最終宏觀組織的基本因素,而不同的組織則能夠大幅度地改變半成品的機械性能??蒲腥藛T采用鍛造和軋制設備分別生產(chǎn)規(guī)格為Φ73mm和Φ29mm的TC11鈦合金棒材,研究不同熱加工工藝對其組織和性能的影響。

實驗選用材料為某公司生產(chǎn)的三次真空自耗電弧熔煉錠,執(zhí)行相近工藝,開坯、鍛造提供規(guī)格為Φ150mm的熱連軋軋制坯料以及Φ125mm的精鍛機鍛造用坯料,使用光學顯微鏡放大100倍進行觀察,組織形貌均為較粗大的等軸組織且均勻一致。

上述坯料分別在精鍛機和熱連軋設備上生產(chǎn)規(guī)格為Φ73mm和Φ29mm的TC11鈦合金棒材,加熱溫度均為970℃,變形速度為2.5m/s。

精鍛工藝:采用精鍛機設備進行一火次4道次變形,總變形量為65.9%,平均壓下量為13mm,生產(chǎn)Φ73 mmTC11鈦合金鍛造棒材。采用精鍛機設備進行三火次9道次變形,單火次平均變形量為61.1%,平均壓下量為8mm,生產(chǎn)Φ29mmTC11鈦合金鍛造棒材。

軋制工藝:采用熱連軋設備進行一火次9道次變形,總變形量為76.3%,平均壓下量為35mm,生產(chǎn)Φ73mmTC11鈦合金軋制棒材。采用熱連軋設備進行兩火次15道次變形,單火次平均變形量為80.3%,平均壓下量為29mm,生產(chǎn)Φ29mmTC11鈦合金軋制棒材。

試樣采用950℃/1h·AC+530℃/6h·AC進行退火處理后對不同工藝的成品棒材進行組織和性能的檢測。試驗結(jié)果表明:

(1)采用精鍛工藝生產(chǎn)的TC11規(guī)格為Φ73mm和Φ29mm棒材成品,其顯微組織要比熱連軋工藝生產(chǎn)的棒材組織細小,且均勻性好。

(2)在相同加熱溫度下,精鍛工藝生產(chǎn)的TC11鈦合金棒材各項力學性能優(yōu)于軋制棒材,適合生產(chǎn)組織和性能要求高的葉片用棒材;和精鍛生產(chǎn)方法相比,新型熱連軋工藝生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品的平直度和表面質(zhì)量較好,并可節(jié)約生產(chǎn)成品。

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