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热加工对TA11钛棒特性的影响

2020-07-13

       TA11钛合金是一种近 α 型的耐热钛合金,其成分主要为 Ti-8Al-1Mo-1V。该种材料具备较高的强度、优良的热稳定性 以及高温蠕变等特性。该种材料主要应用在飞机发动机压气 机盘、1-3级转子叶片等高速运转的部件中。由于飞机构件等 长期应用于苛刻的工作环境中,因此要求其具备较好的室温 高温力学性能,特别是对钛合金自身的热稳定性和高温蠕变 性能等要求更高。只有这样,才能够确保钛合金的使用寿命 以及发动机的安全可靠性。由此可见,探究钛合金材料的相 关性能极其关键。


       钛棒厂家采用轧制和锻造两种加工工艺处理得到的成品棒材,采用相同热处理制度进行试样热处理之后,对其室温以及高温 等相关力学性能进行检测,显示两种热加工工艺处理的TA11钛棒材的力学性能能够满足相关标准。虽然两种热加工 工艺得到的塑性差别不大,但是轧制棒材所得到的室温以及 高温强度等显著低于精锻棒材。主要原因在于 :精锻棒材组织为双态组织,包含有较多的 α 片层组织,片层组织中因同 一 α 束具备相同的惯习面,位错可以直接穿过相互平行的 α 束, 垂直滑距相对较长,容易出现粗滑移带以及微区变形不均匀, 进而导致晶界位置出现严重的位错塞积,进而显现出较高的强度。


      采用轧制和锻造两种热加工方法得到的 TA11钛合金棒材, 利用水浸法对其进行超声波探伤检验。结果显示,轧制棒材 的超声波探伤杂波水平相对较低,能够满足 GJB494—1988 标 准中的 -12dB 的要求,而精锻棒材杂波的局部存有 -9dB 的点, 超过了标准的要求。由于轧制棒材显微组织的整体均匀性相 对较好,细小的 α 相的分布较为均匀,从而能够得到较低的 超声波探伤杂波,而精锻棒材的显微组织中,虽然心部和边 部的组织差异性较小,然而组织中的 α 相分布却具备着显著的不同,由于形成大 π 键有约150kJ/mol 的能量(离域能)下降, 苯环碳正离子脱去一个氢质子,发生芳构化得到取代产物。

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