TC6是目前技術(shù)較成熟、應(yīng)用較廣泛的Ti-A1-Mo-Cr-Fe-Si系多元鈦合金。該合金除具有普通鈦合金比強(qiáng)度高、抗腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)外，還具有很好的塑性、沖擊韌性和良好的耐熱性能，使用溫度可達(dá)450℃。等溫鍛造工藝可減少或消除模具激冷和材料應(yīng)變硬化的影響，從而顯著降低變形抗力和摩擦阻力，提高坯料的流動(dòng)性、成形性。鈦合金的鍛造溫度是決定鍛件顯微組織和力學(xué)性能的主要因素，鍛造溫度的選取，除了考慮提高合金的可鍛性和減小變形抗力之外，更重要的是考慮鍛件的組織形態(tài)并使之具有良好的力學(xué)性能。本文采用等溫鍛造工藝，研究了在指定的應(yīng)變速率下鍛造溫度對(duì)TC6鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，為等溫精確成形工藝參數(shù)的確定提供依據(jù)。
試驗(yàn)用原材料為Φ24mm×60mm的TC6鈦合金棒材，用金相法測(cè)得的相變點(diǎn)為970℃。原材料顯微組織為典型的初生α相和β轉(zhuǎn)相組成。等溫鍛造試驗(yàn)在6300kN可控應(yīng)變速率液壓機(jī)上進(jìn)行。試樣尺寸為Φ24mm×60mm，選取鍛造溫度為：925、940、955和985℃。采用1×10-2s-1恒應(yīng)變速率壓縮60%。采用標(biāo)準(zhǔn)熱處理制度870℃×1h，AC+550℃×4h，AC處理試樣。在ENST-1196拉伸機(jī)上進(jìn)行室溫和450℃高溫拉伸試驗(yàn);用S-570型掃描電鏡對(duì)拉伸試樣斷口進(jìn)行組織觀察。
在確定的1×10-2s-1應(yīng)變速率和60%變形量條件下，隨變形溫度升高，初生α相等軸程度不斷提高，顆粒也不斷增大，但初生α相總量減少，在相變點(diǎn)溫度之上(985℃)變形熱處理的試樣，形成魏氏組織。940～955℃等溫變形可獲得較好的強(qiáng)度、塑性匹配，同時(shí)在所選的溫度中，940℃變形試樣的強(qiáng)度最好，而955℃變形試樣的塑性最好，這是因?yàn)殡p態(tài)組織的初生α相能協(xié)調(diào)變形，且短條狀α能使位錯(cuò)分布均勻，避免塞積，從而推遲了空洞的形核和發(fā)展。相變點(diǎn)溫度之下(925、940和950℃)變形的試樣，斷口呈現(xiàn)典型的延性斷裂特征;在相變點(diǎn)溫度之上(985℃)變形的試樣斷口轉(zhuǎn)向脆性斷裂。( |
