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鍛造溫度對TC21鈦合金鍛板組織和力學性能的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-09-16
近幾年，人們追求更多的是具有高的斷裂韌性和低的裂紋擴展速率的鈦合金，即損傷容限性鈦合金。美國大量應用的是兩種損傷容限型的鈦合金是Ti-6Al-4V ELI和Ti-6-22-22S。我國根據國家發展需要，也先后研制出了具有損傷容限性的鈦合金，TC4-DT和TC21。TC21是一種高強、高韌和低的裂紋擴展速率型損傷容限鈦合金。它的名義成分為Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Nb-1.5Cr，屬于α+β兩相鈦合金。TC21鈦合金的鍛件的室溫抗拉強度能夠達到1000MPa以上，斷裂韌性能夠達到80MN·m—
?近幾年，人們追求更多的是具有高的斷裂韌性和低的裂紋擴展速率的鈦合金，即損傷容限性鈦合金。美國大量應用的是兩種損傷容限型的鈦合金是Ti-6Al-4V?ELI和Ti-6-22-22S。我國根據國家發展需要，也先后研制出了具有損傷容限性的鈦合金，TC4-DT和TC21。
TC21是一種高強、高韌和低的裂紋擴展速率型損傷容限鈦合金。它的名義成分為Ti-6Al-2Sn-2Zr-2Mo-2Nb-1.5Cr，屬于α+β兩相鈦合金。TC21鈦合金的鍛件的室溫抗拉強度能夠達到1000MPa以上，斷裂韌性能夠達到80MN·m—
以上。正因為它的高強和高的斷裂韌性等良好性能，通常被用來做為戰斗機主要承載部分的結構件。
以上。正因為它的高強和高的斷裂韌性等良好性能，通常被用來做為戰斗機主要承載部分的結構件。鈦合金的力學性能對于材料的微觀組織和織構非常敏感，而材料的微觀組織和織構往往取決于熱加工工藝。研究人員根據TC21鈦合金材料特性和應用特點，主要研究了3種鍛造溫度對TC21鍛板的組織和力學性能影響。
試驗材料選用Φ300mm的TC21鈦合金棒材，長度為400mm。3件棒料在兩相區2火次、3鐓3拔、1火次直拔后完成制坯，坯料經探傷合格后進行鍛造。選擇3種不同的鍛造溫度分別為Tβ+15℃、Tβ+30℃、Tβ+45℃，變形量控制在30%左右，完成整個鍛板鍛造。鍛板厚度為100mm，加熱設備和熱處理設備為工業化生產的Ⅲ類電爐，鍛造設備為16MN的快鍛機。
鍛造后的3件鍛板經熱處理后刨銑觀察低倍組織，然后取試樣檢測顯微組織、三向室溫拉伸。板材的熱處理制度為910℃/2h，風冷+580℃/4h，空冷。試驗結果表明：
（1）鍛板在相變點以上變形后，低倍呈現清晰晶，晶粒分布均勻，晶粒尺寸隨著鍛造溫度的升高而增大。
（2）鍛板在相變點以上變形后，它的顯微組織中的多個平直的束狀α相互相交錯形成網籃組織。α相的片層隨著鍛造溫度的升高，片層的厚度和長度增加，長條α相含量增加。
????（3）鍛板在相變點以上變形后，隨著鍛造溫度的升高，短橫向、長橫向和縱向的室溫抗拉強度和室溫屈服強度升高，塑性變化規律性不強。
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