本文研究的是熱處理對鈦棒及鈦合金棒組織及高溫蠕變性能的影響
,對比分析了不同熱處理制度下的室溫力學性能和高溫(425T)蠕變性能及組織特征,為該合金的批量化生產(chǎn)提供一定的理論基礎(chǔ)和熱處理制度參考
。實驗選用經(jīng)三次真空自耗爐熔煉的TA11鈦合金鑄錠
,主要化學成分符合專用標準的要求,相變溫度為鑄錠經(jīng)鍛造開坯至35mm,并最終在250軋機軋制成21.5mm的棒材,棒材顯微組織為不均勻P基體分布著初生a相
。
鈦合金為耐熱鈦合金
,在20世紀50年代開發(fā)出來的一種近a型鈦棒合金,其熱穩(wěn)定溫度可達450度
、該合金不僅在高溫下具有良好的熱穩(wěn)定性
,高的蠕變性能和優(yōu)良的阻尼性能,而且有較高的高溫抗拉強度
。φ250軋機是寶雞市力航鈦業(yè)有限公司令26mm以下的鈦及鈦合金棒生產(chǎn)的重要設(shè)備
。該軋機為五機架橫列式軋機,第一
、二、三機架為三輥型材軋機
,采用傳統(tǒng)斜楔側(cè)面固定方式固定乳輥
,膠木瓦為滑動軸承。此類軋機輥縫調(diào)整是通過固定中輥
,調(diào)整上下軋輥位置來實現(xiàn)的
。中輥固定則由控制中輥軸頸與膠木瓦之間間隙的斜楔控制。其間隙越小
,中輥固定越好
,受下軋制線軋制力的影響產(chǎn)生的跳動也就越小。但是
,這種軸承系統(tǒng)在鈦及鈦合金棒軋制過程中存在如下結(jié)構(gòu)缺陷:

(1)在軋制過程中
,為了防止膠木瓦結(jié)構(gòu)發(fā)熱磨損,需要澆注冷卻水對膠木瓦進行冷卻和潤滑
,冷水往往會噴濺到軋輥表面上
,使得坯料表面溫降很快,特別是乳制鈦及鈦合金時
,由于鈦方塊及鈦合金導熱性差
,坯料內(nèi)外溫度相差會更大,不利于坯料的均勻變形
,軋制精度得不到保證;
(2)斜楔側(cè)面固定方式摩擦阻力大
,軋制時的電能消耗也大
,即便是采用630kW的電機也會經(jīng)常發(fā)生悶車現(xiàn)象,影響生產(chǎn)
。
(3)當中下輥過料時
,乳制力對中輥不斷沖擊,使斜楔的防松裝置迅速失效,中輥固定的穩(wěn)定狀態(tài)被破壞
;
(4)調(diào)整好的孔型
,隨著中輥固定穩(wěn)定狀態(tài)被破壞而發(fā)生變化,影響鈦棒材尺寸的穩(wěn)定性
,最終影響寶雞鈦合金成品質(zhì)量。為了滿足穩(wěn)定生產(chǎn)鈦棒的條件,對少φ250軋機的軸承結(jié)構(gòu)進行了改造
,
鈦及鈦合金棒尺寸穩(wěn)定
,外表面質(zhì)量提高,成品率提高
。鈦合金棒經(jīng)雙重熱處理后
,其顯微組織為典型的雙態(tài)組織,隨著同溶溫度的升高
,冷卻速度的加快,其晶粒有所長大
,組織晶粒度得到了改善
。隨著固溶溫度的升高,冷卻速度越快
,其高溫蠕變性能越好
,室溫強度越高,但塑性有所降低
。