钛合金锻件的组织和机械性能主要取决于变形温度、变形速度、变形程度和锻后的冷却速度和热处理等工艺参数。但钛合金锻件的热处理不同于钢锻件,它对钛合金锻件的组织和机械性能不起决定性作用。钛合金锻件不同于其它压力加工方法制成的半成品,其组织和机械性能不太均匀和稳定。这主要是由于每个锻件或模锻件中的变形工艺参数变化的幅度较宽造成的。因此,为了满足锻件或模锻件达到高质暈的要求,控制锻造工 艺参数要比其他压力加工方法更为困难些。
变形温度是决定锻件或模锻件组织和机械性能的主要因素之一。变形温度或锻造温度范围的选择,除了考虑提髙合金的可锻性和减小变形抗力之外,更重要的是考虑保证锻件或摸锻件具有良好的综合机械性能。
铸锭开坯或大型毛坯的初次锻造,由于有后续锻造或模锻工序,它对锻件或模锻件的最终组织和机械性能不起决定性作用,所以,为了提高合金的塑性和减小变形抗力,使铸造组织得到充分而均匀的锻造,获得细晶低倍组织,一般都在α+β/β转变温度以上进行锻造。
后续锻造或模锻工序,特别是最后一道工序的变形温度,则要根据锻件或模锻件组织和机械性能的要求,以及毛坯的原始组织和工序的变形程度确定。
变形温度对α+β钛合金室温机械性能的影响,当变形温度高于方转变温度时,钛合金锻后便具有粗大的β晶粒。变形温度愈高晶粒愈粗大。 塑性指标(断面收缩率和延伸率),尤其断面收缩率的降低特别明显。变形温度愈高,塑性指标降低愈多。这就形成所谓之钛合金β脆性。而且强度指标(缺口试样抗拉强度、光滑试样抗拉强度和屈服强度)也很不均匀,当变形温度低于β转变温度时,钛合金锻后便具有细小的β晶粒组织。塑性随变形温度的降低而增高。在低于β相变温度下进行塑性变形时,钛合金将获得良好的塑性和均匀的强度指标的配合。
此外,在β转变温度以上进行锻造时,合金锻后的冲击韧性和断裂韧性高,但分散度大;高温持久强度和高温蠕变抗力都高,但高温持久强度的 分散度大。而室温光滑试样的疲劳极限则随温度(高于β转变温度)的升高而急剧下降;室温缺口试样疲劳极限,以及高温光滑和缺口试样的疲劳极限,则随着温度的升高而具有更大的分散度。
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