中國(guó)TC4無(wú)縫管材冷軋前熱處理工藝探索

鈦合金作為一種先進(jìn)的輕量化結(jié)構(gòu)材料，具有優(yōu)異的綜合性能，其密度小、比強(qiáng)度高、疲勞強(qiáng)度和抗裂紋擴(kuò)展能力好，抗蝕性能優(yōu)異，焊接性能良好等，因此在航空、航天、汽車(chē)、造船、能源等行業(yè)具有日益廣闊的應(yīng)用前景。TC4鈦合金是目前應(yīng)用廣泛的鈦合金之一。目前，市場(chǎng)上TC4鈦合金軋制產(chǎn)品主要是以溫軋為主，即在軋管機(jī)上安裝感應(yīng)加熱裝置，一般溫度控制在再結(jié)晶溫度以下100℃左右，因而造成加工設(shè)備復(fù)雜、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高。采用傳統(tǒng)的熱擠壓方式生產(chǎn)中、高強(qiáng)度鈦合金厚壁管，性能難以達(dá)到使用要求。如能解決冷軋成型過(guò)程中的一些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，采用直接冷軋成型工藝生產(chǎn)高強(qiáng)度鈦合金管材，不僅大大降低生產(chǎn)成本，同時(shí)可滿足對(duì)鈦合金高性能應(yīng)用場(chǎng)合的要求。為提高TC4合金的塑性變形能力，冷軋前需對(duì)TC4合金進(jìn)行熱處理，熱處理可改變合金的組織形態(tài)，使其具有良好的伸長(zhǎng)率，從而提高其塑性變形能力。本文將對(duì)TC4管材冷軋前的熱處理工藝進(jìn)行探索。通過(guò)研究材料經(jīng)不同溫度熱處理后的顯微組織和力學(xué)性能的變化，制定管材冷軋前佳的熱處理方案。
　　實(shí)驗(yàn)所用原材料為Φ48mm×5mm的TC4管坯。因?yàn)門(mén)C4合金高溫下易氧化，且鈦合金在高溫下極易吸氫造成氫脆。本實(shí)驗(yàn)在WZS-6000型真空熱處理爐中進(jìn)行真空退火處理，退火溫度分別為800、860和920℃，保溫時(shí)間均為1h，冷卻方法為爐冷至500℃空冷至室溫。對(duì)原始材料和退火后的管材進(jìn)行顯微組織觀察和性能測(cè)試。
　　隨加熱溫度的升高，TC4管材的硬度呈先降低后上升的趨勢(shì)，在860℃達(dá)到低。TC4管材的強(qiáng)度隨加熱溫度的升高呈波動(dòng)變化，在920℃達(dá)到低點(diǎn)。TC4管材的伸長(zhǎng)率隨加熱溫度的升高先升高后降低，在860℃達(dá)到高。
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