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退火工藝對TA17鈦合金棒組織及力學性能的影響
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退火工藝對TA17鈦合金棒組織及力學性能的影響

發布時間 :2023-10-04 20:38:45 瀏覽次數 :

鈦合金具有比強度高、耐腐蝕性好、可焊性強等特點,在航空航天、醫療衛生等領域中得到廣泛應用[1-3]。在化學成分及制備工藝、加工成型條件一定的情況下,合金的組織結構通常取決于熱處理工藝[4-5]。不同的熱處理條件下,合金具有不同的微觀結構,因此 ,制定合理的熱處理工藝,研究其組織形貌和性能間的關系、有效地將合金組織結構調控到合理的狀態 ,是拓寬合金應用范圍、降低成本的主要方法。TA17鈦合 金 是 源 于 前 蘇 聯 ⅡT-3B 的 近α型鈦合金 ,為典型的三元合金,經過退火后,除 大量α相以外 ,還有少量(1-% 以下)β相形成,β相彌散分布在α基體中,形成的a/β相界面能夠阻礙位錯運動,提升了合金的強度和硬度[6-7]。

本文對比研究了不同退火溫度和冷卻速率對TA17鈦合金的微觀組織和力學性能的影響,同時分析了其在拉伸過程中的斷裂類型。通過調整熱處理工藝,獲得了具有良好強度與塑性匹配的TA17合金 ,為實際生產應用提供一定的理論指導。

1、試驗材料與研究方法

試驗使用的TA17鈦合金名義化學成分為Ti-4Al-2V-0.1Fe,實測化學成分見表1。試驗所使用的鈦合金坯料為經過擠壓成型的圓柱形棒料,使用線切割加工,將坯料加工成如圖1 所示的拉伸試樣,以及10mm×l0 mm×2mm的組織試樣。

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使 用 沈陽科晶KSL-1200X 箱式電阻爐進行退火處理,退火溫度分別選擇820°C 和 910°C ,冷卻方式采用水冷、空冷和爐冷,具體退火工藝及試樣編號如表2所示。采用德國蔡司Axiouert4 0 型金相顯微鏡觀察退火前后合金的微觀組織形貌。在室溫環境,使用Instron電子萬能拉伸試驗機進行拉伸試驗,并使用美國FEIQUANTAFEG650型掃描電鏡觀察合金的拉伸斷口形貌。利用HXD-1000T 型數字式顯微硬度計測試退火前后鈦合金的維氏硬度。

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2、試 驗 結 果 及 分 析

2 . 1 退火工藝對TA1 7 鈦合金微觀組織的影響

圖 2 為 TA17鈦合金經不同退火工藝處理后的微觀組織形貌。擠壓態合金為熱擠壓棒材,在熱與應力的共同作用下,合金發生顯著的動態再結晶現象,形成了細小的針片狀α型以及晶間β相(圖 2 ( a ) ) 。經 過 820°C退火處理,變形態合金內部儲存的畸變能釋放,形成顯著的再結晶組織。由于TA17合金中(3相穩定元素較少,在冷卻過程中β相在室溫無法

完全保留,α型發生擴散相變,形成均勻分布的α型和等軸β相。對 比 820°C退火經3 種不同冷卻方式的組織試樣,可以觀察到等軸組織的細化現象,表明隨著冷卻速率的降低(水冷-空冷-爐冷),合金元素在溶質的擴散能力增加,形成更加彌散分布的等軸β相。而當退火溫度為9 KTC時,微觀組織由板條狀α型和晶間β相組成,說明較高的退火溫度有利于近 a 鈦合金在室溫保留β相。但經過退火,針片狀a 尺寸顯著增大,且 β相的體積分數也明顯提高。并且 在 910°C退 火 /水冷時,除了片狀α型,還有等軸的初生α型產生,形成了明顯的雙態組織(圖 2(e ))。當采用爐冷時,冷卻速度較慢,α型在冷卻過程中緩慢析出,組織較為粗大,形成板條狀α型和晶間β相 。

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2 . 2 退火工藝對TA1 7 鈦合金力學性能的影響

表 3 為 TA17鈦合金經不同退火工藝處理前后拉伸力學性能的對比。由于擠壓態合金為熱擠壓狀態 ,在熱變形過程中發生動態再結晶,形成細小的微觀組織,有利于提高合金的力學性能,因此,擠壓態合金具有8.9%伸長率的同時還保留了較高的強度。經 820 °C退火處理后,合金組織為α基體與等軸β相的結構,因此導致合金強度與塑性發生了不同程度的下降。通過觀察可以發現在82(TC退火的合金,當冷卻速度較慢時(爐冷),合金強度高于擠壓態,為1046.8MPa, 表明均勻彌散分布的析出相有利于合金強度提升,其綜合力學性能較好。相比而言,910°C退火的合金具有較高的強度,這種現象的原因是HCP結 構 的 α型 與 B C C 結 構 的 (3相相間分布,形成大量α/β相界面,在變形過程中抑制位錯運動,能夠顯著提升合金的強度。值得注意的是,等軸組織與板條組織形成的雙態組織具有更高的強度'在本研究中,910°C退 火 /水冷的合金,具有1117.8MPa的極限抗拉強度,但伸長率較低,表明a 基體中等軸β相有利于提高合金塑性,而板條β相有利于提高其強度。

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圖 3 為不同狀態合金經過室溫拉伸測試的斷口形貌。可以發現TA17合金斷裂后斷口表面形成了大量細小的靭窩,表明合金發生了明顯的靭性斷裂。

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對于鈦合金而言,斷口中韌窩尺寸越小,韌窩越深,表明其靭性斷裂的趨勢越明顯。圖 3(a)中擠壓態合金的韌窩具有細小且深的特點,因此其伸長率較高。而 圖 3 (d) 中 910°C 退火/爐冷的斷口韌窩較大且淺 ,脆性斷裂傾向增加,反映出其塑性較低。

合金在拉伸應力作用下,首先發生的是彈性變形。當應力大于合金的彈性極限,合金進人塑性變形階段,此時產生微小的孔洞,位于合金內部以及試樣應力較為集中的部位,該過程為微孔形核。隨著拉伸應力逐漸增大,微孔發生聚集、長大 ,并且拉伸試樣發生一定的頸縮。最后,當拉伸應力達到合金的強度極限時,試樣發生斷裂。斷裂過程中,最后斷裂的部分將承擔較大應力,韌窩通常產生在該部位。圖 4為 TA17鈦合金微孔聚集型斷裂的示意圖。

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圖 5 為經不同退火工藝處理后的TA17鈦合金顯微硬度統計圖。經820 °C 退火/水冷和退火/空冷處理后,合金顯微硬度較擠壓態有所降低,分別為306.62和 304.55HV。但爐冷處理后的顯微硬度有所提升,為 347.81 HV。在實際應用過程中,鈦合金的硬度是非常重要指標,在相同的條件下,β相的硬度要高 于 α型 ' 對近α鈦合金硬度影響最關鍵的因素是組織中β相的含量。910°C 退 火 /水冷合金組織 中 β相含量最多(圖 2),因此,這個狀態下合金的硬度也最高。合金的顯微硬度與合金的強度具有一定的相關性,許多研究都可以觀察到類似的現象[10]。實際生產中經常通過硬度來估算合金的強度[11]。

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3、結論

( 1 )擠壓態TA17鈦合金組織由針狀α相和晶間β相組成。經 820°C 退火處理合金發生再結晶,組織為等軸β相 和 α型基體,其中爐冷處理后的β相尺寸細小且分布均勻。經 910°C 退火處理合金形成板條狀α型和晶 間 β相組織,爐冷處理后的組織較為粗大。

( 2 )擠 壓 態 TA1 7 鈦 合 金 抗 拉 強 度 為 1045.1MPa。經退火處理后,合金在擠壓過程中產生的殘余應力得到釋放,合金的力學性能有所改善,其 中 820°C / 爐 冷 和 910°C / 水冷處理后的抗拉強度分別為1046.8和 1117.8MPa。但 經 910°C 退火處理合金晶粒尺寸較大,塑性明顯降低,因此,經 820°C/爐冷處理后,合金的綜合力學性能較好。

( 3 ) 擠 壓態 TA17鈦合金的顯微硬度為333.55HV。經 820 °C 退火(爐冷)處理后,合金顯微硬度較擠 壓態、空冷和水冷處理有所提高,為 347.81 HV。

該退火工藝處理后的合金組織晶粒細小,抗拉強度有所提高。

參考文獻:

[1]江洪,張曉丹. 國內外鈦合金研究及應用現狀[J].新材料產業,2017(3):7-10.

[2]于振濤,余森,程軍,等.新型醫用鈦合金材料的研發和應用現狀[ J ] .金屬學報,2017,53(10): 1238-1264.

[3]于宇,李嘉琪.國內外鈦合金在海洋工程中的應用現狀與展望[J].材料開發與應用,2018,33(3): 111-116.

[4]李東,于振濤,吳瑋璐,等. TA17合金簡介[J] .鈦工業進展,2004,21(5):34-36.

[5]任萬波. TA17鈦合金熱變形行為及其中厚板熱軋仿真研究[ D ] .成都:成都理工大學,2015.

[6]趙金玲,容耀,劉鵬聰,等. 熱處理工藝對TA17鈦合金板材組織與性能的影響[J].金屬世界,2016(6):58-60.

[7]李東,唐衛勝,鄧炬? TA17合金的組織與性能[C]//洛陽:船舶、海洋工程材料學術交流會,2005.

[8]Du Z X, Xiao S L, Shen Y P, et al. Effect of hot rolling andheat treatment on microstructure and tensile properties of highstrength beta titanium alloy sheets [J]. Materials Science andEngineering A, 2015,631 :67-74.

[9]Leyens C, PetersM.Titaniumandtitaniumalloys:fUndamen-tals and applications [M]. Hoboken :Wiley-VCH Verlag GmbH& Co.,KGaA Weinheim,2003.

[10] Chao L, Xiao Y Z , Zhi Y L, et al. Effect of heat treatmenton microstructure and mechanical properties of ultra-finegrained Ti-55511 near p titanium alloy [J]. Rare Metal Materi-als and Engineering,2015,44(2):327-332.

[ 1 1 ]陳文廣. 鈦的布氏硬度與抗拉強度、面縮率、伸長率的關系[J].稀有金屬,1986⑴:30-33. 

[12]Lin Y, Zheng Z Q , Zhang H F, et al. Effect of heat treatmentprocess on tensile properties of 2A97 Al-Li alloy: Experimentand BP neural network simulation[J]. Transactions of NonferrousMetals Society of China, 2013,23 :1728-1736.

[13] Quan G Z, Lv W, Mao Y P, et al. Prediction of flow stress ina wide temperature range involving phase transformation foras-cast Ti-6Al-2Zr-lMo-lV alloy by artificial neural network [J].Materials & Design, 2013, 50 : 51 - 6 1.

[14] Sun Y, Zeng W, Han Y, et al. Modeling the correlation be-tween microstructure and the properties of the Ti-6A1-4V alloybased on an artificial neural network [J]. Materials Science andEngineering A , 2011,528 :8757-8764.

[15] Sun Y, Zeng W, Han Y, et al. Determination of the influenceof processing parameters on the mechanical properties of theTi-6A1-4V alloy using an artificial neural network [J]. Compu-tational Materials Science,2012,60:239-244. 

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