PDF《β 钛合金斜轧穿孔试验及热处理》

第44 卷第3期稀有金属材料与工程 Vol.

44, No.3

2015 年3月RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING March

2015 收稿日期:2014-03-20 作者简介:赵恒章,男,1974 年生,博士生,西北有色金属研究院钛合金研究所,陕西 西安 710016,

电话:029-86231078,E-mail: zhaohz@126.com β 钛合金斜轧穿孔试验及热处理 赵恒章 1,2 ,奚正平

2 ,郭荻子

2 ,赵彬2,杨英丽

2 ,毛小南

2 ,孙军1,肖 林1(1. 西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室,陕西 西安 710049) (2. 西北有色金属研究院,陕西 西安 710016) 摘要:利用两辊斜轧穿孔机进行了 Ti26 高强钛合金管坯的斜轧穿孔试验,分析了穿孔过程中应变的分布规律及工艺 参数,并研究了氩气保护、感应退火、真空

3 种不同热处理方式对管坯组织及性能的影响.结果表明:选择合理的穿 孔工艺参数,可以获得优质的 β 钛合金管坯,感应退火处理是穿孔管坯一种有效的均匀化热处理工艺. 关键词:β 钛合金;

管坯;

斜轧穿孔;

均匀化 中图法分类号:TG146.2+

3 文献标识码:A 文章编号:1002-185X(2015)03-0671-05 自从

1885 年德国曼尼斯曼将斜轧方法引入无缝 管制作过程中,经过

100 多年的发展,已广泛应用在 各种无缝钢管生产中[1,2] .目前,已开始应用于高温合 金以及钛合金等难变形合金无缝管材生产中[3-5] . β 钛合金固溶后强度一般在 750~950 MPa 之间, 而其时效后的强度随时效条件的不同可以在 1000~

1700 MPa 之间很宽的范围内波动.Ti-

1023、Ti-15-

3、 Ti

40、TB

8、?-C、?21s 等β合金已在航天航空等领域 获得广泛应用[6-10] .Ti26 钛合金是西北有色金属研究 院在 Ti-15-3 基础上发展的宇航结构件用材[11,12] , 虽然 含有大量的 β 稳定元素,但是没有偏析倾向,不需要 特殊的熔炼技术.作为新型的 β 钛合金,Ti26 合金具 有良好的冷加工性能,通过热处理,屈服强度从固溶 态的

800 MPa 经时效后超过

1241 MPa, 经形变热处理 强度可达到

1517 MPa. Ti26 合金因其具有良好的强塑性匹配,成为高强 钛合金管材的首选用材.在钛合金管坯制备方面,相 比挤压工艺,斜轧穿孔具有高效、低成本、短流程的 优势.为此,以Ti26 合金开展了 β 钛合金管坯的斜轧 穿孔试验,进行穿孔管坯的组织性能分析,研究穿孔 管坯的热处理工艺, 为后续加工工艺的制定提供参考.

1 实验实验所用材料采用真空自耗电弧炉经

2 次熔炼制 备的Φ

360 mm 合金铸锭,铸锭经开坯、锻造等工序, 得到Φ

112 mm 棒材,再将棒材机加成Φ

106 mm*800 mm 的圆棒作为实验用穿孔坯料.在每支穿孔棒坯的 端头打定心孔,定心孔直径Φ

25 mm,深度

13 mm, 以便于穿孔顶头穿孔时能对准穿孔棒坯的中心轴线, 提高穿孔管坯的尺寸精度. 斜轧穿孔试验在西部钛业有限责任公司的 60-H 型斜轧穿孔机上进行.穿孔顶头选用水冷钼顶头.加 热方式采用感应加热, 并在升温

800 ℃后每隔

50 ℃断 电一次,保温

5 min,以保证坯料加热的均匀性.穿孔 中温度采用 ARCO SMART 便携式 AR892 红外测温仪 进行测量. 实验中Φ

106 mm*800 mm 的棒坯经一火次斜轧 穿孔出Φ 108*10 mm 的管坯,延伸系数λ =2.9.穿孔 出的管坯进行空冷处理. 在斜轧穿孔的管坯上取样,试样分别进行感应退 火、氩气保护退火、真空退火

3 种热处理,对比分析