從表1結果可以看出:力學性能基本滿足指標要求,屈服強度(Rp0.2)、斷面收縮率(Z)與指標要求比余量大,抗拉強度(Rm)、延伸率a)余量較小,板材L向性能低于T向。

3.1統計方法的選用

金屬及合金強度性能一般服從于正態分布。選用數理統計正態分布中的位置、散布特征參數,分析抗拉強度和延伸率的試驗結果,所用參數是:算術平均值x、方差s、極小值a、極大值b。從板材所測5種數據中,R0.2、Z、AKv值均能滿足指標要求,只有R0.2、Z、AKv種性能相差較大。因此,用Rm、A數據分析母體材料性能的差異,并討論其產生的原因。

3.2板材拉伸性能的統計分析

由于強度性能服從正態分布,這里直接求出正態分布的平均值、方差、大與小的極值,板材上抽取的子樣數少,故不作分布函數的檢驗。

3.2.1

48mm、70mm板材縱、橫向的Rm、A的統計計算。

結果列于表2。

材縱、橫向的R0.2、A統計結果

從表2可以看出:

a.不管是48 mm厚板或70 mm厚板,板材T向的強度均比L向高,前者高達36 MPa,后者高達27MPa,其方差值T向比L向高更多,48 mm厚板高42%,70mm厚板高36.5%,方差越大,表明函數分布的峰度系數比較負:

22.jpg

即數據分散度大,這一點從強度極值差也能看出,差值達50 MPa~55 MPa;

b.塑性指標延伸率的結果則相反,L向比T向高,極值差為5%~9%;

C.70mm厚板材抗拉強度比48 mm厚板低,且2種規格板材L向強度和塑性的差值比T向小。

3.2.3 Ti75合金厚板、國產TA5厚板、日產Ti6A14V(ELI)厚板的比較

對70 mm厚Ti75鈦合金板、50 mm厚TA5板、105mm厚Ti6A14V(ELI)板的Rm、A的均值、方差、極值進行比較。如表3和表4所示。

從表3的數據可以看出,Ti75厚板強度橫向比縱向高27MPa,而TA5厚板與TC4厚板其強度縱向比橫向高,TA5高5.3MPa,TC4高4.7MPa,縱橫方向強度差比Ti75合金小很多,方向性不明顯,但S值均比Ti75合金大。尤其是TA5合金S達到28.5 MPa,數據分散性較大。

由表4可知:3個合金板材縱橫向延伸率差較小。

TA5合金板縱向方差值較大,TC4合金板塑性較均勻,Ti75合金居中。

3.2.4部位(邊部和中心)性能差的比較

對Ti75、TA5、Ti6A14V(ELI)3種合金厚板表層和心部的抗拉強度進行了比較,見表5。

從表5可以看出:Ti75板T向的抗拉強度,邊部比心部高得較多,而縱向相差較小。TA5合金板的L向,邊部比T向高,且差值較大,表明板材不同部位有嚴重的強度不均。TC4(ELI)合金板材,抗拉強度邊部比心部高,但邊部與心部差值均為30MPa,比較均勻。

3.3 Ti75合金板材合格率

根據對抗拉強度和延伸率的統計分析,大規格板材的抗拉強度和延伸率余量不大。48 mm厚板材縱向強度合格率只有81.9%,縱向延伸率合格率為96.6%,總合格率為79.1%。70 mm厚板材縱向強度合格率只有70.5%,縱向延伸率合格率為97.7%,總合格率為68.9%。

Ti75、TA5、Ti6A14V(ELI)厚板不同部位的抗拉強度

4、結論

1)Ti75合金48mm、70mm厚板,不同部位力學性能存在不均勻性,邊部與中心部位性能差別較大,橫向強度高,塑韌性低,不同方向性能差比TA5和TC4更大。

2)Ti75與TA5、Ti6A14V厚板力學性能相比,數據分散性差別不大。

3)Ti75合金厚板性能指標中,Rp0.2、Z與指標要求相比余量大,但Rm、A較低,影響材料的合格率。

參考文獻

【1】Shu Delin(束德林).MechanicalProperties of腦F億,(金屬力學性能)[M].Beijing:Mechanical Industry Press,1990:158

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