鈦合金鍛造變形程度對鈦合金鍛件的組織和力學(xué)性能有哪些影響?

變形程度與變形溫度對鈦合金鍛件組織和力學(xué)性能的影響是相互作用的鈦合金變形程度對高低倍組織有重要的影響,變形程度大于30%~40%時(shí),鈦合金組織明顯出現(xiàn)細(xì)化。為使粗晶針狀組織充分細(xì)化并轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罱M織,變形溫度必須控制在兩相區(qū)內(nèi),而且變形程度應(yīng)不小于60%~70%。變形程度大小應(yīng)保證形成介于針狀和等軸狀組織之間的中間組織。在高于B轉(zhuǎn)變溫度下進(jìn)行塑性變形程度也要足夠大,才能有效地細(xì)化B晶粒。并且,變形溫度越高,所需的變形程度也越大。

如果合金在B相區(qū)變形之前先在(a+B)相區(qū)進(jìn)行塑性變形,在B相區(qū)變形時(shí),只要在不太大的變形程度(30%~40%)下便可以使組織得到細(xì)化。其原因在于,經(jīng)過(a+B)相區(qū)鍛造的合金儲備了充分的變形能和更多的位錯(cuò),再在B相區(qū)變形時(shí),發(fā)生一次再結(jié)品,使得在阝相區(qū)變形對合金的晶粒細(xì)化更為有效。

但是,在B轉(zhuǎn)變溫度以上鍛成的模鍛件中,往往達(dá)不到上述細(xì)化晶粒的效果。原因在于模鍛件尺寸大,金屬在B相區(qū)的溫度下停留的時(shí)間長。特別是在模鍛件的難變形區(qū)內(nèi),一般都出現(xiàn)粗晶組織,因?yàn)檫@些部位變形程度小,沒有產(chǎn)生一次再結(jié)晶(B晶粒再結(jié)晶),而原晶粒卻發(fā)生劇烈長大。變形程度的改變不僅影響到晶粒度,而且也對晶內(nèi)針狀(片狀)組織有影響,變形程度增大會使晶內(nèi)組織得到細(xì)化。與變形溫度的影響一樣,變形程度影響最明顯的是在(a+B)相區(qū)的溫度下,因?yàn)檫@時(shí)有a相存在,而a相經(jīng)受了塑性變形在(a+B)相區(qū)的溫度下,變形程度的變化,對力學(xué)性能,尤其塑性的影響要比在單相區(qū)的更為顯著。在B相區(qū)塑性變形時(shí),變形溫度的提高會使變形程度對力學(xué)性能的影響減小。例如,TC6合金鑄錠在高于B轉(zhuǎn)變溫度(1050℃)鍛造時(shí),隨著變形程度的增大,低倍組織逐漸變的細(xì)化:變形程度為15%時(shí),鑄態(tài)組織未破碎;變形程度為30%時(shí),鑄態(tài)組織輕微破碎,略呈纖維狀;變形程度為60%時(shí),呈明顯的纖維狀,但還留有較清晰的鑄態(tài)組織;當(dāng)變形程度增大至80%時(shí),呈細(xì)小纖維狀組織,但仍留有鑄態(tài)組織的痕跡。