zc4合金双重热处理工艺及组织性能研究.docx

zc4合金双重热处理工艺及组织性能研究 zct4是一种中等强度的-它是用-它而铸造的。它具有良好的完整性。在冷却和冷却之间工作，通常在350下工作。该材料具有良好的铸造性能和焊接性能，适合制造承受高压力的静态航空结构件。目前，中国的航空航天钛合金合金合金合金合金合金合金材料中超过90%是由zt4系列组成的。该系列的名义成分为ti-6al-4v。对于铸造的技术条件和传统性能指标，记录在gb66a-2007、gjb2896a-2007、钛合金合金合金合金合金合金合金合金合金按正确的性质研究了材料的性质和性能，并在双重结果表明，尽管该材料的传统性能未纳入相关钛合金材料标准，但在双重槽条件下，无论其组织和性能，都没有系统的比较研究文献。因此，在双重槽条件下，系统研究固碳材料的性能和微观组织对实际工程的应用具有重要意义。 1 力学性能 试验铸造所用模具为机加工石墨型, 石墨型在ZJR-1200M真空井式退火炉中除气, 其工艺为 900℃保温4h, 然后随炉冷。熔化设备为ZN-180真空电弧炉, 熔铸工艺为: (1) 熔化稳定阶段真空度小于5Pa; (2) 熔化电流不小于20000A; (3) 浇注完毕后冷却2h后出炉; (4) 浇注方式为静止状态浇注。铸件浇注成型后, 为消除内部缺陷, 须进行热等静压处理。热等静压温度910～930℃, 氩气压力100～140MPa, 保温时间2～2.5h, 随炉冷却至300℃以下出炉。 双重热处理工艺规范为: (1) 第一次900±10℃真空热处理, 真空度0.13～0.13×10-2Pa, 保温2h, 随炉冷至100℃。 (2) 第二次700±10℃真空热处理, 真空度0.13～0.13×10-2Pa, 保温2h, 随炉冷至100℃。 力学性能测试试样均从?16mm×140mm的铸件上横向截取。拉伸试验按GB/T 228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行, 试样为R7短试样;金相试样从?16mm×140mm的铸件上横向截取, 金相检验按GB/T 5168-2008《两相钛合金高低倍组织检验方法》和GB/T 6611-2008《钛及钛合金术语和金相图谱》进行, 实验设备为OLYMPUS GX71金相显微镜, 浸蚀剂为:5% (φ) 氢氟酸+12% (φ) 硝酸水溶液。 2 试验结果及分析 2.1 u2004工艺塑性 ZTC4钛合金属α+β型铸造钛合金, 它通过α稳定元素Al和β稳定元素V对合金进行固溶强化, 钛合金中加入合金元素Al可以降低合金的熔点, 提高β转变温度, 使β稳定元素在α相中的溶解度增大, 在室温和高温都起到强化合金的作用, 同时还降低合金的密度, 提高合金的抗氧化性能和可热加工性能, V的加入在提高合金强度的同时可以改善钛合金的塑性, 因此, 该合金既具有较高的强度, 又具有良好的工艺塑性。 取浇注的ZTC4试样进行化学成分分析, 化学成分检验结果见表1。 2.2 ztc4在分子身份证上的组织 ZTC4铸造钛合金材料在铸造状态、双重热处理态、HIP态、HIP+双重热处理态下的低、高倍组织分别如图1 (a) 、1 (b) 、2 (a) 、2 (b) 、3 (a) 、3 (b) 、4 (a) 、4 (b) 所示。 ZTC4在铸造状态下金相组织为集束状片状α+片间β+晶界α, 见图1 (a) 、1 (b) 。 ZTC4在双重热处理态下金相组织为集束状片状α+片间β+晶界α, 集束状片状α比铸态的宽, 晶界α增多, 块状α减少, 见图2 (a) 、2 (b) 。 ZTC4在HIP态下金相组织为集束状片状α+片间β+晶界α, 见图3 (a) 、3 (b) 。 ZTC4在HIP+双重热处理态下金相组织为集束状片状α+片间β+晶界α, 集束状片状α比HIP态明显细化, 晶界α比HIP态明显宽化且增多, 见图4 (a) 、4 (b) 。 从ZTC4在不同处理状态下微观组织可以看出, ZTC4合金无论在何种处理状态下其金相组织都为集束状片状α+片间β+晶界α, 无论是铸造后双重热处理或热等静压或热等静压后双重热处理都不会改变ZTC4的相组成, 但从该合金在不同后处理状态下的高倍金相组织可以看出, 铸造后直接经双重热处理, 其双重热处理态下集束状片状α比铸态宽, 晶界α增多, 铸造残余拉应力得到消除, 这也是ZTC4合金经双重热处理后强度下降、塑性提高的原因, ZTC4合金经热等静压或热等静压后双重热处理, 其微观组织都有不同程度的宽化, 合金组织趋于均匀稳定, 这也是ZTC4钛合金材料经热等静压或热等静压后双重热处理, 其材料强度降低, 塑性提高的主要原因。 2.3 双重热处理对ztc4铸造钛合金材料硬度的影响 ZTC4铸造钛合金试样在铸造状态和不同后处理状态下的力学性能如表2所示。 由表2