2、實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)原料選用一級海綿鈦、Al 箔、Al 豆以及A1-V 中間合金，經(jīng)過多次真空自耗電弧爐熔煉，制成Φ430mm 的TA18合金鑄錠。經(jīng)β 區(qū)開坯的鑄錠在α＋β 兩相區(qū)精鍛成Φ130mm 棒坯，然后在2500t 臥式擠壓機(jī)上擠成Φ45mm×8mm 的合金管坯。通過在兩輥LG 和三輥LD 軋機(jī)上進(jìn)行多道次冷軋和表面處理，再在真空退火爐中進(jìn)行退火后， 制備成Φ25mm ×1.8mm、Φ22mm ×1.6mm、Φ20mm ×1.5mm、Φ18mm×1.3mm、Φ16mm×1.2mm、Φ14mm×1mm、Φ12mm×0.9mm、Φ10mm×0.7mm、8mm×0.6mm 和Φ6mm×0.5mm10 種規(guī)格的成品管材。

高強(qiáng)TA18鈦合金管材的拉伸性能測試主要是在室溫下進(jìn)行，并且采用10t 試驗(yàn)機(jī)，其所選定的標(biāo)準(zhǔn)為ASTM E8 M，所選擇的管材試樣需要進(jìn)行磨制以及拋光，此外，有關(guān)人員還需要使用腐蝕劑對管材試樣進(jìn)行腐蝕，其腐蝕的部位是軸向截面，腐蝕實(shí)驗(yàn)時(shí)間為15s，最多不能超過20s，之后利用特制的光學(xué)顯微鏡對試樣進(jìn)行有效的觀察。

3、結(jié)果

3.1 Q 值。

Q 值即上文所述的高強(qiáng)TA18鈦合金管材的內(nèi)徑減徑率與壁厚減壁率之間的比值，這一比值能夠直接的反映出管材試樣內(nèi)表面與外表面的質(zhì)量。本文研究人員采用了兩種不同的變形率以及有差別的Q 值，進(jìn)而對管材試樣進(jìn)行比較。其比較結(jié)果如下：當(dāng)內(nèi)徑減徑率與壁厚減壁率之間的比值為在0.53-1.14 范圍內(nèi)時(shí)，盡管管材試樣的變形率會比較大，但是也不會影響表面質(zhì)量，如果比值超過了1.19，盡管管材試樣的變形率會非常小，也會影響管材試樣的表面質(zhì)量。而之所以會出現(xiàn)這種情況下主要是因?yàn)楣懿脑嚇釉谲堉破陂g，減壁段長度會所有減小，進(jìn)而使得軋制前期金屬流動到減壁段的后期，逐漸的堆積最終導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

3.2 變形率。

該研究主要是以Φ12mm×0.9mm 為對象，研究人員利用6 種冷軋工藝，將TA18鈦合金軋制成該種類型的管材，從而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：晶粒的破碎程度隨著變形率的增大而愈加充分，管材加工態(tài)顯微組織中的變形流線更加明顯，同時(shí)管材加工態(tài)的強(qiáng)度也隨之升高。變形率低于44％時(shí)塑性的變化效果不明顯，但當(dāng)變形率高于44％時(shí)，隨著變形率的進(jìn)一步增大塑性逐漸降低。經(jīng)700℃，90 min 退火后，變形率為30％～80％的管材的品粒均勻度較好，力學(xué)性能趨于一致。而變形率為23％的管材M 態(tài)的晶粒尺寸分布不均勻，塑性也較低。

3.3 退火溫度。

各實(shí)驗(yàn)管材的強(qiáng)度均隨著退火溫度的升高逐漸降低，同時(shí)延伸率逐漸升高。還注意到力學(xué)性能的變化主要集中在550～650℃溫區(qū)內(nèi)，當(dāng)溫度低于550℃或大于650℃時(shí)，塑性和強(qiáng)度的變化較為平緩。

4 、結(jié)論

通過上述的研究對航空高強(qiáng)TA18鈦合金管材的軋制工藝可以總結(jié)出如下幾點(diǎn)：

首先，如果高強(qiáng)TA18鈦合金管材的累積變形率沒有超過55%，則其Q 值需要控制在0.53- 1.14 之間，這時(shí)高強(qiáng)TA18鈦合金管材試樣可以通過兩輥軋機(jī)完成軋制，并且管材試樣的內(nèi)、外表面都不會出現(xiàn)裂紋；其次，高強(qiáng)TA18鈦合金管材試樣的加工強(qiáng)度與變形率成正比，但變形率與高強(qiáng)TA18鈦合金管材試樣的塑性之間的關(guān)系能夠達(dá)到一個(gè)臨界狀態(tài)，如果管材試樣的變形率未達(dá)到44%，則管材試樣的變形率幾乎不會對其塑性產(chǎn)生影響，而當(dāng)管材試樣的變形率已經(jīng)達(dá)到了或者大于44%時(shí)，則管材塑性與變形率之間呈現(xiàn)出反比關(guān)系；再次，退火溫度與管材強(qiáng)度之間呈反比關(guān)系，退火溫度與延伸率之間則成正比關(guān)系，但因各個(gè)管材試樣變形率有所差別，因此其硬化效應(yīng)也存在差別，而退火溫度與硬化效應(yīng)之間呈現(xiàn)出反比關(guān)系。當(dāng)管材試樣的變形率在30%-80%之間時(shí)，在對其進(jìn)行退火處理，這時(shí)變形率幾乎不會對管材試樣的力學(xué)性能產(chǎn)生任何影響，而如果管材試樣變形率較小；沒有超過23%時(shí)，這時(shí)管材試樣即使再進(jìn)行結(jié)晶，其所具有的塑性也會十分低，這主要是因?yàn)楣懿牡淖冃温蔬^小，使其再結(jié)晶晶粒尺寸無法完全平均分布；最后，當(dāng)管材試樣變形率達(dá)到51%時(shí)，其所達(dá)到的退火溫度為550℃，而時(shí)間持續(xù)一個(gè)半小時(shí)時(shí)，Φ12mm×0.9mm的TA18鈦合金管材試樣的各個(gè)力學(xué)性能如下：UTS=920MPa，YS=755MPa，El=14%。

參考文獻(xiàn)

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