TC4钛合金退火工艺研究.docx

《热加工工艺》2014年10月第43卷第20期TC4钛合金退火工艺研究齐广霞1, 李立安1, 史丽坤2, 董帅1(1. 沈阳理工大学 材料科学与工程学院, 辽宁 沈阳 110159; 2. 沈阳黎明航空发动机 (集团) 有限责任公司, 辽宁 沈阳110043)摘要：为了降低TC4钛合金的硬度并获得良好的加工性能，对其进行了普通退火和等温退火实验，并讨论了不同热处理工艺对TC4钛合金的显微组织和力学性能的影响。实验结果表明：两种退火工艺的影响差别不大，普通退火更适合应用于实际。关键词：TC4 钛合金； 退火；金相组织中图分类号：TG166.5文献标识码：A文章编号：1001-3814(2014)20-0191-02StudyonAnnealingProcessofTC4TitaniumAlloyQIGuangxia1,LILian1,SHILikun2,DONGShuai1(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShenyangLigongUniversity,Shenyang110159,China;2.ShenyangLimingAero-EngineGroupCorporation,Shenyang110043,China)Abstract：InordertoreducethehardnessofTC4titaniumalloyandgetgoodprocessingperformance,thegeneralannealingandisothermalannealingexperimentswerecarriedout.TheeffectsofdifferentheattreatmentprocessesonmicrostructureandmechanicalpropertiesofTC4titaniumalloyweredisscussed.Theexperimentalresultsshowthat:theeffectsofthetwokindsofannealingsprocessesarenotverydifferent,andtheordinaryannealedismoreappliedtothereality.Keywords：TC4titaniumalloy;annealing;microstructure钛是一种新金属，钛及钛合金也是一种性能优异的新材料，它被誉为现代金属。钛合金具有无磁、 高温力学性能好、密度小、耐蚀性能好等一系列的优点，在航空、航天、电力、化工等领域得到很到的应用[1-2]。TC4合金(Ti6Al4V)是国内外使用最为广泛的钛合金牌号，为典型的Ti-Al-V系双相钛合金，含有6%的Al为α稳定元素和4%的V为β稳定元素， 是重要的结构钛合金[3]。钛合金的组织是决定其性能的主要因素，而组织形态又取决于对合金进行的热处理工艺。对同一种合金，由于热处理的不同，最后可能形成多种组织形态。因此，本文针对TC4钛合金的退火工艺进行研究[4]。1实验方案实验所用原材料是由宝鸡钛业股份有限公司提供的TC4钛合金热轧棒材，其化学成分见表1。试收稿日期:2013-11-08作者简介:齐广霞(1960-),女,山东粱山人,教授,硕士,研究方向为高温塑性成形工艺及数值模拟,塑性成形模拟分析技术;电话E-mail:shengya7130@126.com表 1 TC4 钛合金的化学成分(质量分数，%)Tab.1 Chemical composition of TC4 titanium alloy(wt%)AlVFeCNOHTi40.020.0150.0150.0016其他样尺寸准15mm×120mm，实验中用箱式电阻炉进行控温，当加热温度超过200℃时，用氩气做全程保护，以防止试样在高温下被氧化。其热处理方案见表2。表 2 TC4的热处理实验方案Tab.2 Heat treatment process of TC4 titaniumalloy工艺名称普通退火等温退火工艺参数(780±10)℃保温 1.5 h空冷(840±10)℃保温 1 h随炉冷至(550±10)℃保温 1.5 h空冷2 实验结果及分析钛材的退火包括去应力退火、完全退火，以及双重退火和等温退火、真空退火等工艺方法。退火的原理是基于回复和再结晶等金属内部微观结构变化过程[5]。本文选取了两种典型的TC4钛合金热处理(退 火)方案进行研究。为了减少实验中的误差，每种实验方案都做了两组实验，并分别进行检测和分析。191HotWorkingTechnology 2014,Vol.43,No.202．1退火工艺对金相组织的影响根据钛合金在室温时的