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BT16鈦合金半微結晶態的形成和熱軋時的可能性的研究
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-01-10
BT16鈦合金半微結晶態的形成和熱軋時的可能性的研究
?? 眾所周知，合金在強塑性變形時半微結晶態和纖維組織的形成較純金屬容易。因此，本文主要研究BT16鈦合金半微結晶態的形成和隨后進行熱軋時的可能性。
使用鈦合金時必需保證其結構強度和安全性。當代鈦合金應用的發展趨勢是在降低結構部件和零部件的金屬損耗量的同時，要提高成套設備的功率，同時要滿足一定的機械性能要求。因為通過傳統的工藝雖能提高結構件的強度，但同時卻失去了塑性，因此現在普遍采用各種強塑性變形，可以形成纖維組織或半微結晶態，同時還可以提高強度。研究可知，半微結晶態的BT1-0純鈦經晶粒細化和熱穩定作用，強度擴大了三倍（σ0.2＝1010MPa，σB＝1110MPa，Hμ＝3200MPa），此時塑性為6%。
研究材料是從（α+β）型BT16鈦合金Φ25mm的棒材上切割下的長50mm的熱擠壓坯料。坯料的組織極不均勻，軸部位為粗大晶粒的層狀（α+β）組織（原創圖1α，粒級為6）；表面附近也有層狀組織，但更多的是分散組織（圖1б，粒級為4）。表層的顯微硬度為2680MPa，軸上為2470MPa。由這種坯料制成的制品和半成品可以熱軋，能保證較小的孔隙度和細晶粒組織。由于在最后的機械加工時要去除氧化皮和氣體飽和層，這種加工方法會引起金屬較大的損耗。
現階段原始坯料的強塑性變形是三向依次鍛壓（鐓鍛），同多階梯的abc擠壓相類似。坯料在600℃鍛壓到20mm，然后坯料旋轉90度，在550℃鍛壓到20mm，最后再將坯料旋轉90度,在500℃鍛壓(圖2α)。經過這些工序后可以得到長度為60mm、截面為20×20mm的棒材。可以看出，坯料體積減小了2.2%，這是由于降低了孔隙度和去除了軸上的疏松，而使金屬緊縮。
研究結果證明，強塑形變形可以形成BT16鈦合金坯料的半微結晶態組織。強塑形變形就是通過軸變形進行的三向鍛壓變形，隨后在550-600℃時進行總變形量不超過80%的多道次軋制。經過這些變形后，形成具有尺寸為25nm的α相的半微結晶態組織，它能保證合金的顯微硬度提高40%。
?????? 同時形成的半微態組織含有內應力，它能大幅度地降低材料的塑性，甚至導致坯料出現龜裂。為了消除這些缺陷，在軋制時需要確定壓縮率，并進行最終的再結晶前退火。
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