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電子束冷床熔煉TC4鈦合金的熱變形行為

847   編輯：中冶有色網   來源：王偉,宮鵬輝,張浩澤,史亞鳴,王萌,張曉鋒,王快社  
2024-04-10 13:21:57
鈦合金有密度小、比強度高、耐蝕性、耐高溫等特點，廣泛用于航空、船舶和軍工等領域 但是，鈦的提取、熔煉和加工較難，特別是TC4鈦合金的變形抗力高、冷軋成形難度大使其生產成本過高，限制了它的發展和應用[1-4] 使用電子束冷床熔煉(EBCHM)鈦合金扁錠，可省去傳統工藝的鍛造開坯工序直接軋制而降低生產成本[5] 國內外很多學者研究了TC4鈦合金的高溫熱變形行為，根據加工圖控制其組織和性能 羅皎等[6]建立了TC4鈦合金的本構模型并進行了修正；楊博文等[7]研究了熱等靜壓態的TC4鈦合金高溫變形行為，得到了TC4鈦合金的最佳加工區域；Seshacharyulu T等[8]研究了等軸組織的TC4鈦合金高溫變形行為，在熱變形行為的基礎上分別計算了單相區和兩相區的熱變形激活能 但是，這些研究均基于用真空自耗電弧熔煉、燒結和3D打印等制備的TC4鈦合金 開展 EB 爐熔煉大規格鑄態扁錠軋制工藝研究，是直接軋制大規格鈦合金鑄錠的前提 因此，有必要研究EB爐熔煉TC4鈦合金的熱變形行為 本文對EB爐熔煉的TC4鈦合金進行高溫熱模擬壓縮實驗，研究變形溫度為850~1100℃、應變速率為0.01~10 s-1條件下的熱變形行為并繪制熱加工圖 1 實驗方法 用EB爐熔煉TC4鈦合金，用連續升溫金相法測定相轉變溫度約為995±5℃ 在Gleeble-3800實驗機上進行熱模擬壓縮實驗，試樣的直徑為8 mm長度為12 mm 熱模擬壓縮實驗溫度為850，900，950，1000，1050，1100℃；應變速率為0.01，0.1，1.0，10 s-1；變形量為50% 加熱到設定溫度后保溫3 min，壓縮變形后水冷 用金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察的不同條件變形后的顯微組織 2 實驗結果2.1 真應力-真應變曲線 用EB爐熔煉TC4鈦合金，其原始鑄錠的組織如圖1所示 從圖1a中可以看出合金為等軸晶粒，大小均勻，晶粒尺寸約8?25 mm，原始組織為典型的片層組織，α片層厚度約3?6 μm，組織中有β晶界存在和α集束，同一集束內α相的幾何取向平行 圖1 圖1TC4鈦合金原始鑄錠的低倍組織和原始顯微組織 Fig.1Macroscopic structure (a) and original structure (b) of TC4鈦合金 TC4鈦合金在不同變形溫度和應變速
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鈦合金 束冷床熔煉
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