退火工藝:采用6種不同的退火工藝,具體如下表1所示:
| 工藝編號 | 工藝參數 |
| 1 | 700℃保溫 120min 空冷 |
| 2 | 750℃保溫 120min 空冷 |
| 3 | 800℃保溫 120min 空冷 |
| 4 | 850℃保溫 120min 空冷 |
| 5 | 900℃保溫 120min 空冷 |
| 6 | 950℃保溫 120min 空冷 |
性能檢測:從65mm厚板上取樣,按上述工藝進行退火,隨后按GJB944—2018《艦船用鈦及鈦合金板材規范》要求制備標準試樣,分別采用ZEISSAxioskop2MAT型金相顯微鏡和INSTRON電子式萬能拉伸試驗機進行金相檢驗和拉伸試驗。
2、結果與分析
退火溫度對顯微組織的影響:不同溫度退火后TA5鈦合金板的α相從拉長、扭曲狀變為等軸狀。700℃退火的板,拉長的α相晶界有大量細小的再結晶晶粒;750℃退火的板,α相晶界的細小再結晶晶粒明顯長大,且在拉長的α相晶粒內也出現重結晶晶粒;800℃退火的板,受壓拉長的α相晶粒已完全再結晶,呈等軸狀;隨退火溫度升高,α相晶粒仍呈等軸狀,但尺寸明顯長大。

退火溫度對拉伸性能的影響:不同溫度退火的TA5合金板的室溫拉伸性能如下表2所示:
| 工藝編號 | 退火工藝 | 抗拉強度(MPa) | 屈服強度(MPa) | 斷后伸長率(%) | 斷面收縮率(%) |
| 1 | 700℃保溫 120min 空冷 | 771 | 681 | 16.0 | 41 |
| 2 | 750℃保溫 120min 空冷 | 756 | 658 | 17.0 | 42 |
| 3 | 800℃保溫 120min 空冷 | 746 | 643 | 18.5 | 44 |
| 4 | 850℃保溫 120min 空冷 | 730 | 633 | 18.0 | 46 |
| 5 | 900℃保溫 120min 空冷 | 722 | 623 | 18.0 | 43 |
| 6 | 950℃保溫 120min 空冷 | 716 | 614 | 17.0 | 42 |

隨著退火溫度的升高,TA5合金板抗拉強度和屈服強度約下降60MPa,斷后伸長率和斷面收縮率先升高后下降。800~850℃退火的板強度和塑性最佳,這與形變的拉長α相晶粒再結晶程度有關。因TA5合金板經軋制后的再結晶溫度約為800℃,當退火溫度低于800℃時,主要發生回復過程,隨退火溫度升高,材料的回復軟化越明顯;在800~850℃退火的板主要發生再結晶,形成細小的等軸晶粒,塑性改善;950℃退火的板α相晶粒長大,應力集中更易在晶界發生,從而降低材料的強度和塑性。
3、結論
退火后,TA5鈦合金板α相形貌從拉長、扭曲狀向等軸狀轉變,在800℃左右完成再結晶,并隨著退火溫度的提高,再結晶晶粒明顯長大。
隨著退火溫度的升高,TA5合金板的室溫抗拉強度和屈服強度明顯下降,而斷后伸長率和斷面收縮率先升高后下降,在800~850℃退火的板強塑性最佳。
參考文獻
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