鈦合金鍛造工藝介紹
時間：2021-06-02 點擊次數：
鈦合金的鍛造工藝廣泛應用于航空、航天制造業,等溫鍛造工藝已用于生產發動機的零件和飛機結構件上;也越來越受到汽車、電力和艦船等工業部門的歡迎。
鈦合金的主要特點是比重小,強度高,同時具有良好的耐熱、耐腐蝕性能,成為現代飛機受力構件的主選材料,大大減輕了飛機重量,其中TC4(Ti-6AL-4V)和TB6鈦合金鍛件在航空制造中應用較多。
鈦合金及鍛造工藝的分類
根據室溫顯微組織,鈦合金可分為三種類型:α型合金、α+β型合金和β型合金,其中α和α+β型合金的熱塑性與變形速度關系不大,而β型合金有良好的可鍛性但溫度過低可能引起α相沉淀。
鈦合金的鍛造工藝按鍛造溫度與β轉變溫度的關系,分為常規鍛造與高溫鍛造。
鈦合金的常規鍛造
常用變形鈦合金通常都是在β轉變溫度以下鍛造的,稱為常規鍛造。根據坯料在(α+β)相區加熱溫度的高低,可細分為上兩相區鍛造與下兩相區鍛造。
下兩相區鍛造
下兩相區鍛造一般是在β轉變溫度以下40～50℃加熱鍛造,此時初生α相和β相同時參與變形。變形溫度愈低,參與變形的α相數量愈多。與β區變形相比,在下兩相區域β相的再結晶過程急劇加快,再結晶形成的新的β晶粒不僅沿變形的原始β晶界上析出,而且在β晶界內和α片層間的β中間層內出現。經這種工藝生產的鍛件強度很高,塑性較好,但其斷裂韌性與蠕變性能還有很大潛力。
上兩相區鍛造
它是在β/(α+β)相變點以下10-15℃的溫度下始鍛。其變形后的最終組織含有較多的β轉變組織,可提高組織的蠕變性能和斷裂韌性;使鈦合金塑性、強度、韌性兼得。
鈦合金的高溫鍛造
也稱為“β鍛”,分為兩種:第一種是坯料在β區加熱,在β區開始并完成鍛造的工藝方法;第二種是坯料在β區加熱,在β區開始鍛造,并控制很大變形量在兩相區完成鍛造的工藝方法,簡稱為“亞β鍛”。與兩相區鍛造相比,β鍛造能得到較高的蠕變強度和斷裂韌性,還有利于鈦合金周疲勞性能的提高。
鈦合金的等溫模鍛
該種工藝利用了材料的超塑性及蠕變機理來生產較復雜鍛件,要求模具預熱并保持在760～980℃的范圍內;液壓機以預定的值施加壓力,壓力機的工作速度由毛坯的變形抗力自動調節。由于模具改為加熱的,不需要采用那么快的活動橫梁去避免急冷。飛機上用的許多鍛件都具有薄壁和肋高的特征,故在航空制造中該種工藝得到了應用,如國產某型機的TB6鈦合金等溫精模鍛件工藝。
