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钛合金板材的冲压成形工艺

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2015-11-4 16:22:45
TC4钛合金板材的原始组织由93.86%的等轴α相和6.14%的β相组成,平均晶粒尺寸为1.3μm±0.7μm。室温拉伸测试结果显示,其各向异性较大,与轧制方向呈45°方向时,试样的屈服强度最低,延伸率较高,且当达到极限强度时,试样会很快发生断裂。成形极限测试试验在装有半球状冲头的设备上完成,半球冲头的直径为60mm。采用装有4个先进CCD相机的光学应变测量系统来记录每个试样完整的变形过程。通过设计不同的试样形状来测试不同应变路径的变形行为。
 
Nb—55%Ti—5%Zr(原子)合余,经过100小时的时效处理,Je值趋于饱和。由于Tc和P值的变化主坚与成分有关,当Tc和p值达到饱和点时,等温时效处理微观组织的变化。时效处理以前的组织称为纤维组织,是出晶粒沿线材的拉仲方向延伸的加工组织。因为析出物是沿纤维组织的边界优先沉淀,所以,随着时效温度的提高和时效时间增加,析出物的粒子尺寸和数量包增加。例如,时效l00小时,粒状的析出物尺寸达到100毫微米。如果时效时间超过l00小时,析出物成长粗大。由此可见,这些合金经过等温时效后,Jc的变化与析出物尺寸的变化有着密切的关系。
 
若将时效温度提高到500℃,沿纤维组织的边界析出的决状析出物尺寸达效百毫微米。在低温时效时,析出物的数量增加,但尺寸很小,仅有数十毫微米。在350一500℃范围进行时效时,对合金的机械性能也有明显影响中可以看出,含量不同的合金,其抗拉强度随时效温度的变化而变化。在低温时效的时,由于析出物粒子微细而抗抗强度值较高。350℃时效,抗拉强度值增加的较为显著。报分析,在这样的时效条件下,可能会有w相的析出。在500℃时效,由于消除了加工硬化,而坑拉强度降低。
 
实验发现,所有的试样均在半球冲头的顶部突然发生断裂,断裂前没有明显的颈缩现象,说明该合金的室温成形性是非常有限的。对比分析了Ti-6Al-4V钛板室温弯曲和轧制成形时的变形行为。结果表明,摆锤折叠弯曲试验和V型模弯曲试验的最小弯曲半径为9mm,而轧制成形的最小弯曲半径为7.51mm,提高了15%以上。轧制成形可以成形更小的半径尺寸且比简单的弯曲成形回弹更小。这主要是由于轧制成形是一个多工步的累积变形过程,逐步多次变形可以抑制裂纹的长大,同时使材料的变形比普通的一次变形更加充分。另外,在高强钢轧制过程中经常出现的形状缺陷在Ti-6Al-4V钛合金轧制成形过程中相对较少。可见,轧制成形是室温成形航空及汽车结构件用高强钛合金板材的很有潜力的加工方法。
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