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美國ATI技術公司高強度Gr.38鈦合金的退火工藝
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-07-09
Gr.38鈦合金是美國ATI技術公司開發的一種新鈦合金，可代替最通用的中高強鈦合金，其名義成分為Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O，是一種α+β型高強鈦合金。
?? 鈦合金作為輕量化結構材料，具有優異的綜合性能，密度小、比強度高、疲勞強度和抗裂紋擴展能力好，抗蝕性能優異，焊接性能良好等，因此在航空、航天、汽車、造船、能源等行業具有日益廣闊的應用前景。Gr.38鈦合金是美國ATI技術公司開發的一種新鈦合金，可代替最通用的中高強鈦合金，其名義成分為Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O，是一種α+β型高強鈦合金。與TC4合金相比，Gr.38合金利用鐵代替較高成本的釩作為β穩定元素，其強度與TC4合金相當，伸長率相當或略高，但與之不同的是其既能熱加工又能冷加工，可制成薄板、卷材、條材、精密熱扎帶材、厚板、無縫管材以及鑄件和工程化產品。鑒于Gr.38鈦合金具有極佳的超塑成形性和開孔疲勞性能，而且還可進行摩擦攪動焊接，其用途十分廣泛，頗適合用來取代鋼、鋁、復合材料、純鈦材及其他鈦合金，特別是在航空航天以及軍事防御系統方面有極其廣闊的應用前景。目前對該合金的研究報道非常少，因此，科研人員研究了Gr.38鈦合金小棒材的不同退火制度對顯微組織、力學性能和拉伸斷口形貌的影響。
制備Gr.38鈦合金所用主要原料為海綿鈦和添加合金元素，添加的合金元素有鋁釩合金、鋁豆、鐵釘、二氧化鈦。經混料、電極制備等過程，最后利用真空自耗電弧爐兩次真空熔煉，制備Φ440mm的鑄錠。利用升溫金相法測得Gr.38鈦合金的相變點為970±5℃，Φ440mm鑄錠經過8火次的鍛造，最終熱軋至Φ20mm的棒材，狀態為軋態。退火制度為分別在830、930、950、1000℃保溫1h后爐冷、水冷和空冷。
在成品棒材上切取75mm長的試棒作為力學性能試樣，切取20mm長的試棒作為金相試樣，經退火處理后完成試驗內容。試驗內容主要是測試不同退火制度下的顯微組織、室溫拉伸性能和拉伸斷口形貌。試驗結果表明：
（1）在930～950℃保溫1h后空冷（或水冷）退火后，Gr.38合金能獲得較高的強度和較好的塑性，綜合力學性能良好。
（2）Gr.38合金采用830℃保溫1h空冷退火后，屈服強度低，有利于材料的后續加工。
（3）Gr.38合金材料的室溫拉伸斷口形貌都呈蜂窩狀韌性斷裂特征，1000℃保溫1h退火后，其斷口上的韌窩相對小而淺，它的塑性相對較差。
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