航空航天用TC4鈦合金棒的熱力學(xué)性能

鈦合金材料具有比強(qiáng)度高、屈強(qiáng)比高、變形抗力高、工藝塑性和超塑性?xún)?yōu)良的特征，鈦棒材制品廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，在航空航天飛機(jī)上就有鈦合金棒材經(jīng)冷鐓后制成的鉚釘連接件。目前，關(guān)于小直徑鈦合金棒材（≤Φ10mm）熱連軋及軋制棒材熱處理、微觀組織的分析比較欠缺，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，技術(shù)人員在Gleeble500熱力模擬機(jī)上對(duì)TC4合金進(jìn)行高溫壓縮試驗(yàn)，分析不同溫度、不同應(yīng)變速率下TC4鈦合金的流變應(yīng)力曲線，為鈦合金棒材熱連軋?zhí)峁┍匾墓に噮?shù)，并對(duì)軋制后的產(chǎn)品進(jìn)行了組織及性能分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1、從降低變形抗力，提高材料可成形性，保證終軋組織性能的角度來(lái)看，TC4鈦合金棒材的最佳開(kāi)軋溫度為950℃，即稍低于TC4鈦合金相變溫度；最佳應(yīng)變速度為1s-1，從而保證變形過(guò)程中應(yīng)變和應(yīng)變速率引起的加工硬化小，充分發(fā)揮材料的塑性；

2、經(jīng)三輥Y型軋機(jī)熱連軋獲得Φ12、Φ6mm棒材，Φ12mm棒材組織為等軸初生α相＋α條＋β轉(zhuǎn)變組織，晶粒直徑約為3～10μm；Φ6mm棒材組織為少量等軸初生α相＋細(xì)條狀α相＋β轉(zhuǎn)變組織，晶粒尺寸不超過(guò)1μm?？梢?jiàn)，隨著累積變形量的增大，晶粒尺寸明顯減?。?/p>

3、三輥Y型軋機(jī)熱連軋獲得的TC4鈦合金棒材，其組織和力學(xué)性能均滿(mǎn)足技術(shù)要求。試驗(yàn)采用的軋制設(shè)備、軋制工藝參數(shù)及熱處理制度能夠生產(chǎn)符合要求的鈦合金棒材，從而為進(jìn)一步的工業(yè)生產(chǎn)提供技術(shù)基礎(chǔ)。