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铸造温度及热处置轨制对TC18管材力学本能的影响

发布时间:2019-04-22 21:16:14 文章来源:汽车之家口碑频道    

李农

摘 要:文章首要切磋铸造工艺及热处置轨制的改变对TC18管材加工后组织/力学本能及冲击本能的影响,切磋证明按照工艺二进行铸造后管材选取750℃/40minAC+590-610℃/6hAC轨制进行热处置后,管材组织匀称性优良,力学本能匹共同理,冲击本能餍足产物使用要求,能出产出餍足航空用压力容器使用要求的TC18管材。

北京pk10赛车网址关头词:TC18管材;热处置轨制;力学本能

中图分类号:TG319 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2018)35-0106-03

Abstract: The effect of forging process and heat treatment on the microstructure/mechanical properties and impact properties of processed TC18 pipe is studied in this paper. The research shows that after the pipe is forged according to process 2, the pipe is heat-treated at 750℃/40minAC+590-610℃/6hAC. The structure uniformity of the pipe is cool, the mechanical properties match reasonably, the impact performance meets the requirements of the product, and the TC18 pipe can be produced to meet the use requirements of the aeronautical pressure vessel.

Keywords: TC18 pipe; heat treatment system; mechanical properties

1 先容

近年来,跟着科学技艺的成长及国内制造业技艺的不息立异,我国航空航天、海洋探测等范畴的成长速率即速加速,钛及钛合金质料具有密度小,比强度高,耐蚀性号和无磁性等长处,被普遍应用于航空航天、石油化工和刀兵工业等范畴[1-3],海洋探测等范畴的应用越来越多。跟着航空工业的成长,今朝急迫必要高布局效益的钛合金质料,是以高强高韧成为钛合金成长的首要偏向之一。高强高韧成为钛合金用于制造飞机承力构件,使飞机布局减重20%以上,人们但愿获得更高强度和更高韧性相匹配的钛合金质料。TC18钛合金的名义化学成分为Ti-5Al-4.75Mo-4.75V-1Cr-1Fe,是一种近β型布局钛合金,具有高强、高韧、高淬透性,在深化热处置状况下具有较高的延长率、断面缩短率和冲击韧性[4]。该合金退火后的强度与TC4、TC6等合金固溶时效状况下的强度相当,在1105MPa以上,是退火状况下强度最高的钛合金。首要用于制作锻件、棒材、管材。本文切磋的TC18管材首要用于压力容器的制作,尺度对产物力学本能的要求为Rm≥1150MPa,Rp0.2≥1050MPa,A5≥10%,同时对产物制作成压力容器后要进行承压爆破试验,在项目切磋之宿世产的TC18管材存在的首要问题是力学本能目标偏高,同时爆破试验耐压值富余量较小,在切磋过程中首要议决铸造工艺及热处置工艺的切磋掌握TC18管材显微组织、室温力学本能的改变纪律(因承压爆破试验在管材制备过程中无法兑现首要议决管材冲击本能检测进行测试),掌握TC18管材技工技艺,出产出餍足用户需求的及格管材,扩宽产物市场。

2 试验质料及要领

2.1 管材制备

本文所用出产TC18管材铸锭选取真空自耗电弧炉熔炼,熔炼次数为三次,铸锭规格为Φ804mm,相变点870℃,钛合金经铸造、机加成Φ162棒坯,棒坯经挤压、热处置机加至制品规格。铸锭首要化学成分见表1。

铸造过程选取两种各异的铸造工艺,文中称为工艺一、工艺二,工艺一较工艺二铸造温度高。

北京pk10赛车网址管材热处置轨制工艺方案选取以下三种:

北京pk10赛车网址方案一:750℃/40minAC+590℃/6hAC

北京pk10赛车网址方案二:750℃/40minAC+610℃/6hAC

方案三:840℃/40minAC+590℃/6hAC

2.2 试验所用设备

北京pk10赛车网址试验过程用3150吨水压机挤压,选取205箱式电阻炉进行热处置,金属质料室温拉伸机。

3 尝试了局与剖析

3.1 显微组织

从工艺一、工艺二各异热处置轨制金相显微组织能够看出,工艺一按照三种方案热处置后组织中初生α相含量较少,几近都转折为较大的β粗大组织和局部晶间α,组织匀称性较差;工艺二按照三种热处置轨制处置后组织为等轴α和β转折组织构成的双态组织,组织匀称。从各异热处置轨制显微组织改变能够看出跟着固溶温度的提高组织中等轴α相的含量较着削减,β转折组织也变得粗大;时效温度提高时组织中等轴α相的含量改变不大。

3.2 力学本能

北京pk10赛车网址试验中对工艺一及工艺二按照三个热处置轨制的管材均进行室温力学本能检测,检讨了局见表2。

议决各异加工工艺及各异热处置轨制管材力学本能测试了局证明,工艺一加工管材强度较工艺二不异热处置轨制管材强度略高;不异加工工艺管材强度随固溶温度的升高而提高,塑性略有贬低;跟着时效温度的升迁管材强度略有贬低,塑性略有提高,但升迁不大[5]。

3.3 沖击本能

北京pk10赛车网址对各异加工工艺及各异而处置轨制进行冲击本能试验,试验所用试样挤压管坯上取样,选取U型缺口,测试了局见表3:

表3 各异工艺及热处置轨制冲击本能测试了局

从各异工艺及热处置轨制冲击本能测试了局能够看出,工艺二冲击吸收功比工艺一高,固溶温度升迁时冲击吸收功改变较着,时效温度调解时冲击吸收功改变不大,讲明冲击吸收功对固溶温度的改变比力敏锐。

4 结论

(1)TC18管材选取工艺一进行铸造管材,在750-840℃进行固溶处置时管材显微组织为等轴α和β转折组织构成的双态组织,组织匀称。

北京pk10赛车网址(2)TC18管材选取750℃/40minAC+590-610℃/6hAC轨制进行热处置管材力学本能匹配比力公道。

参考文献:

北京pk10赛车网址[1]Fengcang Ma,Siyao lu,Ping Liu,Wei Li,Xinkuan Liu,Xiaohong Chen,Deng Pan,Evolution of strength and fibres orientation of a short-fibres reinforced Ti-matrix composite after extrusion,Materrials&Design,126(2017)297-304.

[2]Fengcang Ma,Siyao lu,Ping Liu,Wei Li,Xinkuan Liu,Xiaohong Chen,Deng Pan, Weijie Lu,Di Zhang,Microstucture and mechanical properties variation of TiB/Ti matrix composite by thermo-mechanical processing in beta phase fieid Journai of Alloys and Compounds,695(2017).

[3]Fengcang Ma,Siyao lu,Ping Liu,Wei Li,Xinkuan Deng Pan, Weijie Lu,Di Zhang, Strengthening effects of TiC particle and microstructure refinement in in situ TiC-reinfored Ti matrix composites,Material Characterization,127(2017).

[4]鄒武装,谢晓光,谢湘云,等.钛手册7[Z].361-362.

[5]王晓燕,郭洪镇,袁士,等.等温铸造对TC18钛合金组织本能的影响[J].锻压技艺,2008,6(3):8.

北京pk10赛车网址 科技立异与应用 2018年35期

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