鈦合金按組織分類只有三種類型,即α型、(α+β)型和β型。其中α型和β型鈦合金加熱、冷卻后晶型不變,唯有在含一定范圍合金元素的(α+β)型鈦合金,加熱溫度高于相變溫度,快速冷卻時(shí)β相具有馬氏體轉(zhuǎn)變。由于加熱溫度不同,冷卻速度不同,會(huì)獲得各種不同的顯微組織,因而具有不同的力學(xué)性能。這一點(diǎn)很重要,使用鈦合金生產(chǎn)各種設(shè)備、零部件時(shí),如有熱影響,必須考慮合金中相轉(zhuǎn)變問(wèn)題。
TC4鈦合金加熱到1020度,合金高溫顯微組織為單相β組成,是固溶體。當(dāng)以不同冷卻速度,如水中淬火、空氣中冷卻和隨爐冷卻時(shí),獲得的顯微組織不同,水中淬火(WQ)組織為馬氏體α’+β相,空氣中冷卻(AC)組織為針狀α+β相和原始β晶界相,隨爐冷卻(FC)組織為條狀α+β相和原始β相晶界。
與上述情況相同,當(dāng)加熱到950度和850度時(shí),不同冷卻速度冷卻后所獲得的顯微組織也不同。950度時(shí),水中淬火(WQ)的組織為初生的等軸α相和α’+β相,空氣中冷卻(AC)組織為初生的等軸α相和針狀的β相,隨爐冷卻(FC)組織為等軸的α相和晶界有β相。850度時(shí),水中淬火(WQ)的組織為初生的等軸α相和亞穩(wěn)定的β相,空氣中冷卻(AC)組織為初生的等軸α相和轉(zhuǎn)變的β相。
TC4鈦合金加熱到1020度、950度和850度后,以不同冷卻速度冷卻,其室溫力學(xué)性能見(jiàn)表1
加熱溫度和 冷卻方式 | 抗拉強(qiáng)度 /Mpa | 伸長(zhǎng)率 /% | 面縮率 /% |
1020度 水淬(WQ) | 1098 | 6.0 | 8.0 |
1020度 空冷(AC) | 1005 | 9.0 | 13.5 |
1020度 爐冷(FC) | 960 | 12.0 | 22.5 |
950度 水淬(WQ) | 1035 | 17.0 | 61.5 |
950度 空冷(AC) | 919 | 20.0 | 50.0 |
950度 爐冷(FC) | 902 | 21.0 | 48.0 |
850度 水淬(WQ) | 976 | 18.0 | 49.0 |
850度 空冷(AC) | 951 | 18.0 | 49.0 |
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