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                          熱處理制度對Ti55531鈦合金板材組織和性能的影響有哪些?

                          —— Ti55531鈦板什么價格

                          Ti55531合金是一種新型高強高韌β型合金,其名義成分為Ti-5AI-5V-5Mo-3Cr-1Zr。該合金擁有良好的淬透性和較寬的加工工藝范圍,特別適合制造必須承受巨大應力的零部件,比較適合用于結構件和起落架、機翼、發動機掛架之間連接裝置等,在航空航天工業中日益受到青睞,現已應用在A380空客飛機上。與傳統近β型合金Ti-1023相比,該合金冶煉、加工成本低,不會產生明顯的成分偏析,且具有強度優異和斷裂強度高等優點,逐漸有取代Ti-1023的趨勢。



                          目前對該合金的棒材熱處理工藝已有許多研究國,但對板材熱處理尚未研究。用正交試驗方法優化了該合金板材的熱處理工藝,確定了最佳的熱處理工藝,為板材的生產提供了依據。

                          1試驗材料及設計

                          1.1 試驗材料試驗材料經兩次真空自耗電弧爐熔煉制成鑄錠(鑄錠成分按合金名義成分控制),在3,150 t鍛造機上鍛造成板坯,然后在1,200 mm四輥可逆式熱軋機上軋至8.5 mm.

                          1.2正交試驗設計試驗選用固溶溫度、固溶時間、時效溫度和時效時間四個因素,分別選用三個水平,采用正交設計表,研究不同因素對Ti55531鈦合金板材強度和塑性的影響。各試驗因素的水平見表1。






                          2正交試驗結果分析

                          利用正交設計助手軟件對試驗結果分析,根據正交試驗原理,極差越大,表明該因素對試驗結果的影響越大。

                          2.1各試驗因素對強度的影響各試驗因素下合金強度值見表2。



                          從表2可看出,各因素對抗拉強度影響大小為: 時效溫度>固溶溫度>時效時間>固溶時間; 對屈服強度影響大小為: 時效溫度>固溶溫度>固溶時間>時效時間。其中固溶時間和時效時間對合金抗拉強度和屈服強度影響基本一樣。表2中,抗拉強度達到最大時,各因素的水平為:固溶溫度為2水平800℃,1,292. 667 MPa;固溶時間為3水平60min),1 ,278. 667 MPa:時效溫度為1水平650℃,1,428.000 MPa;時效時間為1水平4h),1 ,277.000 MPao屈服強度最大值時各因素的水平為:固溶溫度為2水平800℃,1,179. 333 MPa;固溶時間為3水60min),1, 167. 667 MPa;時效溫度為1水平650℃,1,306. 333 MPa;時效時間為1水平4h)時,1,162.667 MPa。由此可推斷該合金板材熱處理制度為8009/60min AC +550℃/4h FC時,合金的強度最高。

                          2.2各試驗因素對塑性的影響各試驗因素下合金塑性值見表3。



                          從表3可看出,各因素對延伸率影響大小為:時效溫度>固溶溫度>時效時間>固溶時間。其中,當時效溫度為1水平550°C)時,合金板材的延伸率最小,為4.5% ,其余水平下延伸率相差不大。

                          2.3各試驗因素對合金組織的影響合金板材經800°C固溶后,經550°C、600°C、650°C時效后的顯微組織見圖1。隨著時效溫度的提高,α相析出數量逐漸增多,并聚集粗化,導致強度有所下降,但延伸率較高。

                          綜合各因素對合金強度、塑性及組織的影響,該合金板材獲得高強度且延伸率較好的最佳熱處理制度為:800°C /60min AC + 650°C /6h FC.

                          2.4分析結果驗證試樣經800℃/60min AC +650℃/6h FC熱處理后的室溫拉伸性能﹐見表4.



                          顯微組織見圖2。由圖2可看出,原始β晶界有晶界α析出,并在β相基體上α相均勻析出。由于650°C的時效溫度較高,細小彌散的點狀α相逐漸粗大,針狀組織更加清晰和密集,并且析出的次生α相明顯粗化聚集。




                          3結論

                          1)各因素對抗拉強度影響大小為:時效溫度>固溶溫度>時效時間>固溶時間;對屈服強度影響大小為:時效溫度>固溶溫度>固溶時間>時效時間;各因素對延伸率影響大小為:時效溫度>固溶溫度>時效時間>固溶時間。

                          2)Ti55531鈦合金板材經800C/60minAC+650C/6h FC熱處理后,抗拉強度為1,242 MPa,屈.服強度1,122 MPa,延伸率10.0%,合金具有良好的強度塑性匹配;原始β晶界出有晶界a析出,并在β相基體上a相均勻析出。由于650°C的時效溫度較高,細小彌散的點狀a相逐漸粗大,針狀組織更加清晰和密集,并且析出的次生a相數量明顯粗化聚集。

                          寶雞市森杰金屬有限公司專注鈦產品十余年,致力于打造鈦棒、鈦板、鈦管等鈦及鈦合金材料,以及已經鈦合金材料加工件歡迎各界精英垂詢。


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