TC2合金是一種低強度、高塑性近α型
鈦合金,含有4%α(質量分數)穩定元素Al和1.5%β穩定元素Mn。合金在室溫平衡狀態下由α相和少量β相組成,β相的含量一般為2%~4%。該合金具有良好的工藝塑性、焊接性能和熱穩定性,在航空航天工業中獲得了廣泛應用,尤其是大規格TC2合金板可以減少焊縫數量,在航空工業中更具迫切性。
TC2合金板用作國產飛機零件時是采用冷成形,在成形過程中對它的各向異性提出了較高的要求,以防止在冷變形過程中出現變形不均的問題。
鈦是一種滑移系較少,對稱性較差的密排六方金屬。在板材軋制過程中極易形成織構而導致各向異性。
科研人員采用新的熱軋工藝,在2800mm熱軋機上制備出4mm×2500mm×1900mm的大規格TC2合金板。采用該技術制備的大規格TC2合金板材板型均勻,表面質量良好,有效地消除了板材的各向異性。
合金利用真空自耗電弧爐熔煉,采用一次真空、二次充氬熔煉工藝,制備出TC2的成品鑄錠,其相變點為975℃±10℃。鑄錠在大噸位快鍛機上鍛造成厚度為200mm的板坯,利用2800mm熱軋機經三火軋制成4mm厚TC2板材。
實驗采用160mm厚TC2板坯,在3種不同厚度進行換向熱軋,其他工藝均相同,最后比較板材表面特性及力學性能。工藝制度:工藝1縱橫向變形比分別為75%和90%。工藝2縱橫向變形比分別為84%和84%。工藝3縱橫向變形比分別為90%和75%。經酸洗后加工成拉伸試樣,室溫拉伸試驗在MTS試驗機上進行,金相組織觀察在奧林巴斯[微博]顯微鏡上。試驗結果如下:
(1)采用熱軋工藝2在兩相區軋制大規格TC2合金板,得到的板材具有細小、均勻的等軸組織。
(2)采用熱軋工藝2進行熱軋可獲得均勻的組織及較好的室溫強度和塑性匹配,橫、縱向性能均勻一致,利于后續板材使用。
(3)采用熱軋工藝1、3進行熱軋也可獲得較好的室溫強度和塑性匹配,但金相組織存在部分條狀組織,橫、縱向性能存在較大差異。
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