等温锻造温度对TC6钛合金组织和性能的影响

    TC6是目前技术较成熟、应用较广泛的Ti-A1-Mo-Cr-Fe-Si系多元钛合金。该合金除具有普通钛合金比强度高、抗腐蚀性好等优点外，还具有很好的塑性、冲击韧性和良好的耐热性能，使用温度可达450℃。等温锻造工艺可减少或消除模具激冷和材料应变硬化的影响，从而显著降低变形抗力和摩擦阻力，提高坯料的流动性、成形性。钛合金的锻造温度是决定锻件显微组织和力学性能的主要因素，锻造温度的选取，除了考虑提高合金的可锻性和减小变形抗力之外，更重要的是考虑锻件的组织形态并使之具有良好的力学性能。本文采用等温锻造工艺，研究了在指定的应变速率下锻造温度对TC6钛合金显微组织和力学性能的影响，为等温精确成形工艺参数的确定提供依据。
　　试验用原材料为Φ24mm×60mm的TC6钛合金棒材，用金相法测得的相变点为970℃。原材料显微组织为典型的初生α相和β转相组成。等温锻造试验在6300kN可控应变速率液压机上进行。试样尺寸为Φ24mm×60mm，选取锻造温度为：925、940、955和985℃。采用1×10-2s-1恒应变速率压缩60%。采用标准热处理制度870℃×1h，AC+550℃×4h，AC处理试样。在ENST-1196拉伸机上进行室温和450℃高温拉伸试验；用S-570型扫描电镜对拉伸试样断口进行组织观察。
　　在确定的1×10-2s-1应变速率和60%变形量条件下，随变形温度升高，初生α相等轴程度不断提高，颗粒也不断增大，但初生α相总量减少，在相变点温度之上(985℃)变形热处理的试样，形成魏氏组织。940～955℃等温变形可获得较好的强度、塑性匹配，同时在所选的温度中，940℃变形试样的强度最好，而955℃变形试样的塑性最好，这是因为双态组织的初生α相能协调变形，且短条状α能使位错分布均匀，避免塞积，从而推迟了空洞的形核和发展。相变点温度之下(925、940和950℃)变形的试样，断口呈现典型的延性断裂特征；在相变点温度之上(985℃)变形的试样断口转向脆性断裂。

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