立坤钛业常年供应钛合金棒、钛合金板、钛合金管、钛盘管、钛阳极、钛锻件等。

全国服务热线

0917-357319713759783237

好钛材·选立坤TC4钛合金材料制造商
冷却速率对TC11钛合金锻件力学性能的影响
搜索:
当前所在位置:首页 >> 新闻资讯 >> 技术资料

冷却速率对TC11钛合金锻件力学性能的影响

发布时间 :2022-03-02 08:26:31 浏览次数 :

TC11钛合金属于马氏体型的α+β型热强钛合金,其名义成分为Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si。它具有较高的室温强度,在500℃以下具有优异的热强性和良好的热加工工艺性能,是一种重要的航空和宇航材料,广泛应用于航空发动机的压气机盘、叶片和鼓筒等零件上[1,2] 。

钛合金锻件

本文通过研究TC11饼材在不同冷却介质中冷却后的显微组织形貌,分析了冷却速率对TC11饼材室温拉伸性能的影响。

1、试验材料与方法

试验用材料为西部钛业有限责任公司生产的Φ180mmTC11钛合金棒材,相变点为1005℃ ~1010℃。试验用原材料在2500T压机上制备出Φ295mm×190mm饼材,随后进行热处理,热处理制度见表1 ;最终在饼材端部切取金相与室温拉伸试样进行测试。显示金相组织所用腐蚀剂为 10%HF+30%HNO3+70%H2O,腐蚀后在Stemi2000型显微镜进行组织观察 ;室温拉伸试样按GB/T 228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》加工成Φ5mm的标准试样并在1185型材料试验机上进行静态室温拉伸试验。

表1 TC11钛合金锻件热处理制度

编号第一阶段热处理温度(℃)冷却速率第二阶段热处理温度(℃)
H1 空冷 
H2970油冷530
H3 水冷 

2、试验结果及讨论

2.1 冷却速率对显微组织的影响

图1为TC11钛锻件970℃保温后经不同冷却介质冷却后的显微组织形貌。

从图1可以看出,三种组织均为双态组织,但随冷却速率的不同,组织细节略有差异。

随着冷却速率的增加,初生α相尺寸、次生α片层宽度减小。经空冷、油冷后的组织由等轴状初生α相+短棒状次生α相+β转变体构成,水冷后的组织由等轴状初生α相+β转变体构成,且次生β转变体内α片层长宽比明显提升。钛合金中β→α相转变属于由扩散控制的同素异构转变,因此随着冷却速率的增加,冷却过程中α相的相生长受到抑制,造成初生α相晶粒尺寸以及次生α片层宽度的下降。

31.jpg

2.2 显微组织对室温拉伸性能的影响

图2给出了不同冷却速率下TC11钛锻件的室温拉伸性能比较。

32.jpg

由图2可以看出,随着冷却速率的增加,材料的强度增加,塑性略微下降。从显微组织的对比可知,随冷却速率的增加,材料的晶粒尺寸逐渐下降,相界面增加。随着相界面的增加,材料内部对于位错运动的阻碍能力增加,位错钉扎效应加剧,致使材料的强度上升、塑性下降。另一方面,随着冷却速率的增加,次生α片层长宽比增加。相比于短棒状组织,片状组织变形协调性更差,降低了材料的塑性。

3、结论

(1)经空冷、油冷后的组织由等轴状初生α相+短棒状次生α相+β转变体构成,水冷后的组织由等轴状初生α相+β转变体构成 ;随着冷却速率的增加,初生α相尺寸、次生α片层宽度减小。

(2)随着冷却速率的增加,材料的室温拉伸强度增加,塑性略微下降。

参考文献:

[1] 赵民权,董健.固溶温度对TC11合金组织和性能的影响[J].金属热处理,2015,40(04):139-141.

[2] 朱红,廖鸿.锻造温度对TC11钛合金组织和性能的影响[J].热加工工艺,2013,42(13):128-130.

相关链接

在线客服
客服电话

全国免费服务热线
0917 - 3573197
扫一扫

bjlkty.com
立坤钛业手机网

返回顶部