Ti-6Al-4V合金薄板包覆疊軋加工工藝與組織性能研究.pdf

1、包覆疊軋是一種加工鈦合金薄板的有效手段。本文采用包覆疊軋加工方法制備Ti-6Al-4V合金薄板，通過(guò)選擇不同的軋制變形工藝與變形溫度等參數(shù)，研究了Ti-6Al-4V合金板材組織性能、裂紋擴(kuò)展特性、斷口形貌和織構(gòu)形念的變化規(guī)律等，并重點(diǎn)采用EBSD技術(shù)研究了板材的織構(gòu)形念及其對(duì)各項(xiàng)性能的影響情況與內(nèi)在晶體學(xué)機(jī)制。研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下： 通過(guò)對(duì)比多種包覆材料，發(fā)現(xiàn)16MnR鋼與Ti-6Al-4V合金兩者的強(qiáng)度在軋制溫區(qū)非常接近，這有利

2、于兩種金屬在疊扎加工過(guò)程中均勻同步變形，可以以獲得較好的軋制效果。為獲得隔離/潤(rùn)滑雙重效果，所應(yīng)用的聚四氟乙烯具滿足包覆疊軋加工的工藝要求，能夠使鈦合金疊軋板材在熱軋加工過(guò)程中避免出現(xiàn)嚴(yán)重粘結(jié)、焊合。實(shí)驗(yàn)所采用的帶有放氣孔的疊軋包結(jié)構(gòu)及組坯方式，可使包覆疊軋加工順利進(jìn)行，并可以解決加工過(guò)程中出現(xiàn)的包套開(kāi)裂、鈦合金芯板擠出包套等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)比較在本實(shí)驗(yàn)所采用的幾種工藝中，930℃交叉軋制可以獲得最佳的軋制效果，表面質(zhì)量好，同板差??；而采用近

3、β軋制工藝會(huì)使板材表面質(zhì)量下降，產(chǎn)生溝槽等缺陷。 觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軋制溫度較高接近β相變點(diǎn)時(shí)，會(huì)使板材表面產(chǎn)生硬α層，同時(shí)組織中會(huì)含有一定數(shù)量的β轉(zhuǎn)變組織，這兩方面原因的共同作用，使板材的拉伸塑性較低；用930℃交叉軋制工藝可以獲得等軸化程度較好、組織均勻的板材，其綜合性能較好；交叉軋制工藝可使Ti-6Al-4V合金板材獲得高的疲勞性能，在其疲勞斷口可觀察到疲勞輝紋，并且疲勞裂紋在擴(kuò)展過(guò)程中產(chǎn)生明顯的塑性鈍化現(xiàn)象；通過(guò)疲勞裂紋擴(kuò)展壽

4、命的估算和分析表明，整個(gè)裂紋的擴(kuò)展壽命在樣品總循環(huán)次數(shù)所占比例是很小的，而裂紋萌生過(guò)程則占據(jù)了疲勞壽命的絕大部分，各種狀念板材疲勞性能的高低應(yīng)該主要是由裂紋萌生階段的差異所造成的。 通過(guò)分析對(duì)比表明，熱軋加工工藝對(duì)Ti-6Al-4V合金板材的織構(gòu)形念具有顯著影響，在本實(shí)驗(yàn)條件下，930℃單向軋制形成B型織構(gòu)，930℃交叉軋制形成T型織構(gòu)，900℃交叉軋制形成B/T型混合織構(gòu)，而在980℃交叉軋制時(shí)形成了絲織構(gòu)；在930℃和980