Ti2AlNb 基合金锻造与轧制

   2020-09-01 互联网中国铸造网16450
核心提示:Ti3Al基金属间化合物主要由Ti3Al(即Ti-25Al)成分的有序密排六方(Hexagonalclosedpacked,HCP)结构2相组成

Ti3Al基金属间化合物主要由Ti3Al(即Ti-25Al)成分的有序密排六方(Hexagonalclosedpacked,HCP)结构α2相组成,具有较高的比强度,较低的室温塑性,工程应用的成分范围为:Ti-(22-25)Al-(11-17)Nb(摩尔分数/%.

Ti2AlNb基合金通常采用等温锻造来细化粗大铸态组织,为二次加工成型板材提供坯料,也可以直接成型为零部件,如航空发动机的叶片或涡轮盘.

等温锻造之前,Ti2AlNb基合金一般都要经过热等静压(Hotisostaticpressing,HIP)和均匀化处理,以消除铸造合金缩松和成分偏析.为了提高铸锭变形能力,开坯锻造前要进行包套处理.开坯锻造后,合金组织及变形性能得到提高,因此其二步锻造可以选择在温度较低的α2+B2两相区或α2+B2+O三相区,这样有利于防止晶粒粗化,从而把动态再结晶后细小的组织保留到室温,对于提高室温塑性和强度都有利.

多向等温锻是自由锻造工艺的一种,已经在铜、钢、镁合金等材料上做了广泛的研究,但是在Ti2AlNb基合金上研究较少.多向等温锻造能有效改善单轴锻造变形不均匀引起的组织不均匀,由于累积塑性变形量大,还会导致动态再结晶温度下降,这样就可以在更低温度下进行锻造,获得细小晶粒组织,从而为Ti2AlNb基合金二次成型提供性能良好的坯料.

Ti2AlNb基合金板材是其实用化研究中最为重要的课题之一.20世纪80年代后期,日本和美国分别启动了等温轧制和热包套轧制.轧制工艺参数包括轧制温度、应变速率以及每道次应变量.Ti2AlNb基合金轧制温度范围为α2+B2两相区或α2+B2+O三相区,这样既可以保证足够的塑性,又能降低晶粒长大的趋势.除了轧制工艺外,轧制坯料组织性能也至关重要,具有均匀超细晶组织的合金塑性好,能够有效降低轧制温度,从而有利于板材轧制.


 
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