认为在制备钛合金超细晶增强超塑性性能的工艺中,氢不但在热加工过程中起到了软化钛合金的作用,而且对微观组织、相成分、协助塑性变形和形成超细晶组织都发挥了积极的作用。在此工艺中,氢主要有以下几方面的作用:
(1)氢对钛合金的软化作用,降低流动应力,利于进行塑性变形。
(2)从B相温度范围内快冷过程中,获得具有均匀的高密度位错的针状马氏体,有利于氢化物的形核。
(3)氢的加入降低了钛合金的相转变温度,使钛合金热加工的温度低至形成位错胞结构,利于沉淀相弥散分布。
(4)通过氢的溶解,形成高密度位错区域,为再结晶提供形核的场所。
(5)真空退火过程中发生BHyA+B+H2{,DyA+H2{,AHyA+H2{,AdyA+H2{等相变,氢化物发生分解,A相发生再结晶,最终形成细小、等轴的两相组织。
当然,超细晶钛合金晶粒尺寸的控制不仅与氢的作用有关,还与塑性变形的工艺参数有关,尤其是变形温度和变形量对晶粒尺寸的影响很大,在此不予细述。
钛合金的氢技术以材料本身为出发点,通过改善材料微观组织结构的方法,显著降低了钛合金的超塑性变形温度,提高了变形速率,明显地提高了生产效率。而且该技术工艺简单,成本较低,它的成功应用将为钛合金超塑性成形技术成为一种经济、实用的加工技术创造有利条件,同时也将攻克制约钛合金扩大应用的瓶颈,大幅度地降低钛合金零件的制造成本,提高零件的使用性能,为钛合金的广泛应用提供坚实的基础。
目前,氢处理技术还处于研究阶段,应用较少,尤其是在国内,由于钛合金的研究起步较晚,钛合金的应用也很有限,大大限制了钛合金氢处理技术的发展。目前,关于钛合金氢处理技术的研究深度和广度都不够,更没有规模应用。其中用氢处理技术制备超细晶的技术刚刚起步,目前还只局限于两相钛合金,还有广阔的研究空间。随着钛工业的不断发展,钛合金的氢处理技术也将越来越受到重视,相信不久的将来,钛合金氢处理技术就能成功地应用于钛合金重要零件的生产中。
