加工工艺对高弹高强钛合金弹性模量的影响

加工工艺对高弹高强钛合金弹性模量的影响 本文档下载自文档下载网， 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 可能不完整，您可以点击以下网址继续阅读或下载: 加工工艺对高弹高强钛合金弹性模量的影响 加工工艺对高弹高强钛合金弹性模量的影响 稀 有 金 属第25卷 第1期2001年1月 Vol.25?.1CHINESEJOURNALOFRAREMETALSJanuary2001 加工工艺对高弹高强钛合金弹性模量的影响 张志辉 王希哲 商顺利 白克武 沈剑韵 (北京有色金属研究总院,北京100088) Ξ 摘 要: 对影响高弹高强钛合金(Ti2Al2Mo2V2Fe2B)弹性模量的因素进行了研究。,选择适 宜的冷轧加工工艺 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 和热处理制度,是改善弹性模量的关键关键词: 弹性模量 冷轧加工率 中图分类号:TG306 A-7076(2001)01-0019-04 理量。,与晶体类型、原子间距有密切关系。一般来讲,对于一种合金材料,只有经合金化后能形成显著性能差异的第二相时,弹性模量才会有较明显的变化[1]。高弹高强钛合金是马氏体型α β钛合金,该合金具有较高的弹性模量。这主要归功于该合金中硼元素的添加。由于硼元素在钛合金中主要以TiB相的形式存在[2],而TiB相的弹性模量高达550GPa[3],因此其存在于钛合金中能显著提高钛合金的弹性模量。另外,金属材料经塑性变形以后,会形成明显的加工织构。由于加工织构的存在,导致板 材在冷轧加工后不同方向上性能的差异,出现各向异性。对高弹高强钛合金而言,表现为板材在轧向和横向弹性模量值的较大差别。这种弹性模量的各向异性作为一种工艺缺陷,需通过调整加工工艺来消除。可见,合金成分是提高弹性模量的关键因素,而改善加工工艺则是消除其弹性模量各向异性的重要环节。本文主要讨论加工工艺对该合金弹性模量的影响。 仪(XRD)分析。 2 结果与讨论 211 冷轧加工率的影响 由于加工织构的存在,导致高弹高强钛合金板材在冷轧加工后不同方向上弹性模量的各向异性,且随加工率的变化,不同方向上的弹性模量呈现出规律性变化。如图1曲线1所示,随加工率增加,板材轧向弹性模量逐渐降低。这与织构的形成及变化有重要关系。高弹高强钛合金经过大量的冷轧变形,形成了在轧面上以1013和11为主要晶面,轧向上主要晶向为方向为特征的板织构。随着加工率的增加,板材轧向上主要晶向方向的极密度逐渐增加,如图2中曲线1所示。众所周知,钛合金中α相的晶体类型为密排六方型,其中方向为密排六方晶格六方晶胞弹性模量值最小的方向,方向为密排六方晶格六方晶胞弹性模量值最大的方向,所以在轧向上方向极密度的逐渐增加必然导致轧向的弹性模量逐渐减小。这种变化趋势在适宜温度退火后,会发生明显的变化,表现为弹性模量随加工率的变化趋势与退火前弹性模量随加工率的变化趋势发生相反变化,即退火后随加工率的增加,弹性模量也逐渐增大,如图1中曲线2所示。这是由于在适宜温度退火后,其轧向上的主要晶向发生明显的扭转,随着退火前加工率的增加,轧向上〈0001〉方向的极密度逐渐增加,如图2中曲线2所示。由于 1 实验 所用材料采用真空自耗电极电弧炉熔炼。铸锭经β区锻造开坯,并在β区热轧,经退火及碱酸洗,冷轧成013mm薄板。拉伸试样按GB6397286 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的规定制取。并在AG250kNE型拉伸试验机上进行拉伸试验。通过JSM2840型扫描电镜观察金相组织和拉伸断口。合金织构通过X′PERT型X射线衍射 Ξ国家自然科学基金资助项目;收稿日期:1999209208;张志辉,1972年生,硕士, 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师;联系地址:北京新街口外大街2号 25卷稀 有 金 属 20 〈0001〉方向的密排六方晶格中为弹性模量最高的方向,因此产生弹性模量随加工率的增加而逐渐增大 的现象 。 图1 加工率21图2 轧向上主要晶向极密度随加工率变化趋势 1—退火前〈1100〉方向;2—退火后〈0001〉方向 Fig.1 RelationsandelasticmodulusFig.2 Variationofpoledensityofspecificcrystallographicdi2rectionparalleltoRDwithrollin grate 212 热处理制度的影响://www.wendangxiazai.com/b-d86d0131cc7931b765ce1531.htmlpar 对该合金进行了不同方向试样、不同温度下的 双重退火试验。双重退火后板材性能发生了一定的变化,且随着退火制度不同而有所不同。图3为双重退火后板材在横向(TD)、轧向(RD)的弹性模量值随第一次退火温度的变化趋势(第二次退火制度均为580?/6hFC)。由图可见,在较低温度下退火后,板材横向的弹性模量仍比轧向高出许多,即对原各向异性特征基本没有起到作用;而在较高温度(超过该合金的相转变温度Tβ)下双重退火后有所好转,并在某一温度点(如图3中P点所示)弹性模量各向异性现象完全消除,即随退火温度升高, 板带轧向上 的弹性模量逐渐提高,横向上的弹性模量逐渐降低,并逐步达到纵、横向基本一致的效果,实现 均匀化。 X射线衍射试验表明,钛合金板材纵、横向上弹性模量的差异性,受加工织构和再结晶织构形 成及变化的影响较大。图4为高弹高强钛合金冷轧加工后(加工率=20%)在轧面上所形成的主 要晶面的X射线衍射图,图5为冷轧加工后在板材轧向上主要晶向的X射线衍射图;图6、7为 优选制度热处理后,在轧面上所形成的主要晶面及在轧向上所形成的主要晶向的X射线衍射 图。通过对上述XRD图的观察和对其各晶向极密度的计算(计算结果见表1), 表1 不同状态下板材轧向上各晶向极密度值 Table1 Poledensityofcrystallographicdirectionsparallelto RDintwoconditions 晶向 [100][002][101][102][110][103][200][112][201][004] 212548010000014159010000012420010000314279012428018789010000 轧向 加工状态 退火状态 110828318612112766012181010000013843118715016935015039618176 法向://www.wendangxiazai.com/b-d86d0131cc7931b765ce1531.htmlr 加工状态 011973015564010674013634212049213735010000110686010000010000 退火状态 019608010298010929013034319125210005111616012474010000010000 图3 第一次退火温度对高弹高强钛合金弹性模量的影响 Fig.3 Influenceoffirstheattreatingtemperatureonelastic modulusfortitaniumalloywithhighstrengthandelas2ticmodulus 1期 张志辉等 加工工艺对高弹高强钛合金弹性模量的影响 21 可以看出,冷轧加工后在轧面上形成的主要晶面为1013面和1120面及1122,轧向上的主要晶 向为。而热处理之后,在轧面上其主要晶面按极密度强弱排列,为1120面、1010面、1013面, 晶面扭转迹象较为明显。更重要的是,在轧向上晶向扭转极其强烈,其晶向由原〈1100〉方向 占优势逐渐转变为〈0001〉方向占优势,且随退火温度的升高,优势愈发明显。由前可知,方向 为密排六方晶格六方晶胞中弹性模量最大的方向,方向为弹性模量最小的方向,由于在轧向 上六方晶胞〈 0001〉方向的增多,必然导致〈1100〉方向或其它弹性模量较低的晶向的相对减少,于是就使 得弹性模量在板材轧向上相应提高,另外,由于板材轧向上〈0001〉方向的增加必然导致横向 上〈0001〉方向的相对减少,及〈1100〉方向或其它弹性模量较低晶向的相对增加,因此,使得 弹性模量在板材横向上相应降低,于是产生了图3中随退火温度的升高,轧向弹性模量逐渐升 高、 横向弹性模量逐渐降低的规律性变化。 图4 热处理前的XRD图(法向) 图5 热处理前的XRD图(轧向) Fig.4 XR pbeforeannealing(ND) Fig.5 XRDpattemofalloystripbeforeannealing(RD) 图6 热处理后的XRD图(法向) 图7 热处理后的XRD图(轧向) Fig.6 XRDpattemofalloystripafterannealing(ND) Fig.7 XRDpattemofalloystripafterannealing(RD) 3 结论 11冷轧加工率对弹性模量有一定的影响。热 工率的增加而升高。 21热处理制度对合金弹性模量影响较大。选择合适的热处理制度可以调整冷轧加工后所形成的加工织构,消除弹性模量的各向异性特征。 31板材经双重退火后,性能的改善主要归功于 处理前,随加工率的增加,纵向弹性模量逐渐降低;而在适宜温度热处理后,纵向弹性模量随退火前加 25卷稀 有 金 属 22 板材轧向上主要晶向的扭转,即轧向上由原密排六方晶胞中弹性模量最低的〈1100〉晶向占优势转变 α相晶向取为弹性模量最高的〈0001〉晶向占优势。 向分布是形成高弹高强钛合金板材弹性模量各向异性的本质因素。 参考文献 1 宋维锡1金属学1北京:冶金工业出版社,19802 FanZ,ChandrasekaranL,Ward2CloseCMetal.ScriptMetallMater.,1995,(32):833 3 FanZ,MiodownkiAP,ChandrasekaranLetal.JMater. Sci.,1994,(29):1127 InfluenceofProcessingonElasticAlloy withHighStrengthZhangZhihuiKewuandShenJian (2ferrousMetals,Beijing100088,China) Abstract: elasticmodulusofanewtypetitaniumalloywithhighstrengthandhighelastic modulus(Ti2Al2Mo22Fe2B)werestudied.Theresultsshowthatelasticmoduluscanbeimprovedinthecondi2tionofpropercomposition,suitableprocessofcoldrollingandheattreatment. KeyWords: Elasticmodulus,Alloyingelements,Coldrollingrate,Heattreatingprocess,Texture,Anisotropy 《稀有金属》编辑部启事 (中、《稀有金属》英文版)编辑部从2001年起分开办公《,稀有金属》中文版通讯地址不变,英 ()文版《RAREMETALS》通讯地址改为《稀有金属》编辑部 文档下载网是专业的免费文档搜索与下载网站，提供行业资料，考试资料，教学课件，学术论文，技术资料，研究 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，工作范文，资格考试，word文档，专业文献，应用文书，行业论文等文档搜索与文档下载，是您文档写作和查找参考资料的必备网站。 文档下载 亿万文档资料，等你来发现