熱處理對鈦棒及鈦合金棒組織及高溫蠕變性能的影響,對比分析了不同熱處理制度下的室溫力學(xué)性能和高溫(425T)蠕變性能及組織特征,為該合金的批量化生產(chǎn)提供一定的理論基礎和熱處理制度參考。實(shí)驗選用經(jīng)三次真空自耗爐熔煉的TA11鈦合金鑄錠,主要化學(xué)成分符合專(zhuān)用標準的要求,相變溫度為鑄錠經(jīng)鍛造開(kāi)坯至35mm,并最終在250軋機軋制成21.5mm的棒材,棒材顯微組織為不均勻P基體分布著(zhù)初生a相。
鈦合金為耐熱鈦合金,在20世紀50年代開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種近a型鈦棒合金,其熱穩定溫度可達450度、該合金不僅在高溫下具有良好的熱穩定性,高的蠕變性能和優(yōu)良的阻尼性能,而且有較高的高溫抗拉強度。φ250軋機是寶雞市力航鈦業(yè)有限公司令26mm以下的鈦及鈦合金棒生產(chǎn)的重要設備。該軋機為五機架橫列式軋機,第一、二、三機架為三輥型材軋機,采用傳統斜楔側面固定方式固定乳輥,膠木瓦為滑動(dòng)軸承。此類(lèi)軋機輥縫調整是通過(guò)固定中輥,調整上下軋輥位置來(lái)實(shí)現的。中輥固定則由控制中輥軸頸與膠木瓦之間間隙的斜楔控制。其間隙越小,中輥固定越好,受下軋制線(xiàn)軋制力的影響產(chǎn)生的跳動(dòng)也就越小。但是,這種軸承系統在鈦及鈦合金棒軋制過(guò)程中存在如下結構缺陷:
(1)在軋制過(guò)程中,為了防止膠木瓦結構發(fā)熱磨損,需要澆注冷卻水對膠木瓦進(jìn)行冷卻和潤滑,冷水往往會(huì )噴濺到軋輥表面上,使得坯料表面溫降很快,特別是乳制鈦及鈦合金時(shí),由于鈦及鈦合金導熱性差,坯料內外溫度相差會(huì )更大,不利于坯料的均勻變形,軋制精度得不到保證;
(2)斜楔側面固定方式摩擦阻力大,軋制時(shí)的電能消耗也大,即便是采用630kW的電機也會(huì )經(jīng)常發(fā)生悶車(chē)現象,影響生產(chǎn)。
(3)當中下輥過(guò)料時(shí),乳制力對中輥不斷沖擊,使斜楔的防松裝置迅速失效,中輥固定的穩定狀態(tài)被破壞;
(4)調整好的孔型,隨著(zhù)中輥固定穩定狀態(tài)被破壞而發(fā)生變化,影響鈦棒材尺寸的穩定性,最終影響成品質(zhì)量。為了滿(mǎn)足穩定生產(chǎn)鈦棒的條件,對少φ250軋機的軸承結構進(jìn)行了改造,鈦及鈦合金棒尺寸穩定,外表面質(zhì)量提高,成品率提高。鈦合金棒經(jīng)雙重熱處理后,其顯微組織為典型的雙態(tài)組織,隨著(zhù)同溶溫度的升高,冷卻速度的加快,其晶粒有所長(cháng)大,組織晶粒度得到了改善。隨著(zhù)固溶溫度的升高,冷卻速度越快,其高溫蠕變性能越好,室溫強度越高,但塑性有所降低。
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