鈦合金半成品的組織是力學性能的綜合表征,相應地,它也是鈦合金半成品最重要的質量要素之一。由于組織對力學性能的影響具有高度敏感性以及其對力學性能作用的不確定性,因此有必要研究不同要求半成品相應的組織特征。
鈦合金半成品的組織又與其相應的熱工藝路線有著明顯的因果關系和遺傳性。就鈦合金組織的復雜性和多樣性來說,尤其是對(α+β))兩相鈦合金,從總體概念上研究顯微組織的結構要素對于建立組織的判據和組織控制原則是必要的。許多研究人員在這方面開展了深入的工作,發表了大量的文章,主要包括鈦合金組織的分類、組織與力學性能的關系、組織多樣性的參數和組織評價方法等。
半成品的組織作為鈦合金重要承力部件(例如航空產品)質量的重要控制環節經歷了一個過程,在前蘇聯的航空鍛件技術要求中,開始是在20世紀60年代,提出將鍛件的低倍組織和顯微組織作為鍛件質量評估的參考依據,而沒有作為判廢依據。隨著對鈦合金的熱工藝一組織一性能三者之間關系認識的加深,1976年正式提出了《鈦合金的金相分析》說明書(No.1054-76),提供了10級低倍組織評級圖,(α+β)合金、近α合金、α合金和BT22、BT16的顯微組織評級圖,將鈦合金鍛件的組織判據列為鍛件技術條件的必測項目和產品判廢的重要依據之一,不同合金類型(例如近α合金、(α+β)合金、近β合金)、不同產品(如葉片、盤件等)有了不同的組織標準和典型的組織照片。工業發達國家的航空鍛件也相繼明確了“可接受”和“不可接受”的組織要求。
俄羅斯B.K.AлeкcaHopoв和H.Ф.AHoIки等人的研究結果指出:組織類型及其參數對鈦合金力學性能的影響比合金化元素和雜質含量波動的影響更加強烈。對于退火BT3-1(TC6)和BT9(TC11)合金,在化學成分固定的情況下,隨著組織因素的變化,抗拉強度波動的最大值可達180MPa,伸長率8達15%,斷面收縮90率ψ達45%,沖擊韌性a達50J/c㎡,斷裂韌性達60M0MPa·m/2,光滑試樣的疲勞極限達150MPa,持久強度和蠕變強度(和0504500.2/100)達80~120MPa.鈦合金力學性能對于顯微組織類型和參數以及熱處理制度如此高的敏感性,一方面造成了工藝上的困難,另一方面使得一個合金可望獲得各種不同的強度、塑性和使用性能的匹配。
在生產實踐中,人們通常通過肉眼或低倍(10~35倍)來觀察鈦合金半成品截面的宏觀組織,通過高倍(100~500倍)來觀察截面的微觀組織,以判定半成品的組織。下面對鈦合金半成品的宏觀和微觀組織分別予以討論。
億沐鑫新材料公司產品分類:鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設備、鈦餅鈦環、鈦標準件、鈦加工件
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