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锻造温度对TC21钛合金锻板组织和力学性能的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-09-16
近几年，人们追求更多的是具有高的断裂韧性和低的裂纹扩展速率的钛合金，即损伤容限性钛合金。美国大量应用的是两种损伤容限型的钛合金是Ti-6Al-4V ELI和Ti-6-22-22S。我国根据国家发展需要，也先后研制出了具有损伤容限性的钛合金，TC4-DT和TC21。TC21是一种高强、高韧和低的裂纹扩展速率型损伤容限钛合金。它的名义成分为Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Nb-1.5Cr，属于α+β两相钛合金。TC21钛合金的锻件的室温抗拉强度能够达到1000MPa以上，断裂韧性能够达到80MN·m—
近几年，人们追求更多的是具有高的断裂韧性和低的裂纹扩展速率的钛合金，即损伤容限性钛合金。美国大量应用的是两种损伤容限型的钛合金是Ti-6Al-4V ELI和Ti-6-22-22S。我国根据国家发展需要，也先后研制出了具有损伤容限性的钛合金，TC4-DT和TC21。
TC21是一种高强、高韧和低的裂纹扩展速率型损伤容限钛合金。它的名义成分为Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Nb-1.5Cr，属于α+β两相钛合金。TC21钛合金的锻件的室温抗拉强度能够达到1000MPa以上，断裂韧性能够达到80MN·m—
以上。正因为它的高强和高的断裂韧性等良好性能，通常被用来做为战斗机主要承载部分的结构件。
以上。正因为它的高强和高的断裂韧性等良好性能，通常被用来做为战斗机主要承载部分的结构件。钛合金的力学性能对于材料的微观组织和织构非常敏感，而材料的微观组织和织构往往取决于热加工工艺。研究人员根据TC21钛合金材料特性和应用特点，主要研究了3种锻造温度对TC21锻板的组织和力学性能影响。
试验材料选用Φ300mm的TC21钛合金棒材，长度为400mm。3件棒料在两相区2火次、3镦3拔、1火次直拔后完成制坯，坯料经探伤合格后进行锻造。选择3种不同的锻造温度分别为Tβ+15℃、Tβ+30℃、Tβ+45℃，变形量控制在30%左右，完成整个锻板锻造。锻板厚度为100mm，加热设备和热处理设备为工业化生产的Ⅲ类电炉，锻造设备为16MN的快锻机。
锻造后的3件锻板经热处理后刨铣观察低倍组织，然后取试样检测显微组织、三向室温拉伸。板材的热处理制度为910℃/2h，风冷+580℃/4h，空冷。试验结果表明：
（1）锻板在相变点以上变形后，低倍呈现清晰晶，晶粒分布均匀，晶粒尺寸随着锻造温度的升高而增大。
（2）锻板在相变点以上变形后，它的显微组织中的多个平直的束状α相互相交错形成网篮组织。α相的片层随着锻造温度的升高，片层的厚度和长度增加，长条α相含量增加。
（3）锻板在相变点以上变形后，随着锻造温度的升高，短横向、长横向和纵向的室温抗拉强度和室温屈服强度升高，塑性变化规律性不强。
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