TA15合金是一种综合性能优良的中强钛合金,焊接性能良好,具有较好的加工性能,可用于生产薄板、厚板、型材、棒材、锻件、模锻件和线材等产品。该合金还具有良好的热稳定性能,也适于制作在450℃(6000h)和500℃(3000h)时长时间工作的构件。目前,国内在航空、航天和舰船等武器装备上钛合金用量不断增加,而对成本控制的要求也日益明确,因而降低钛合金原材料成本的技术将有广阔的应用前景。宝钛集团有限公司的科研人员对TA15钛合金添加返回炉料进行基础研究工作,对添加返回炉料生产的棒材进行性能、组织、热处理测试和实验。通过研究,实现TA15钛合金添加返回料生产加工材,为降低钛合金生产成本和提高TA15钛合金产业化生产水平提供理论支持。
针对加入返回炉料的TA15合金铸锭,在单相区开坯锻造,两相区中间及成品锻造,分别制备d120㎜、d80㎜、d47㎜和d20mm棒材,并进行性能检测,与未添加返回炉料的TA15合金棒材进行对比。同时,对d20mm棒材选取不同的热处理工艺进行组织和性能检测。
TA15钛合金是一种近α钛合金,不可以热处理强化,一般只采用普通退火。为了充分了解热处理工艺对加入返回炉料的TA15钛合金组织和性能的影响,进一步优化工艺,提高产品的组织性能,本试验重点研究退火温度对合金显微组织及拉伸性能的影响。研究结果:
(1)添加返回炉料的TAI5合金棒材力学性能和组织均满足技术标准要求。
(2)由于添加返回炉料后铸锭杂质元素含量总体偏高,造成添加返回炉料铸锭生产的TA15棒材与未添加返回炉料的棒材相比,强度略高,塑性略低。
(3)不同热处理温度下棒材的拉伸性能差异不大,经β热处理后,形成魏氏组织,存在明显的晶界,屈服强度较低,塑性也较差。
(4)添加返回炉料可能带来夹杂以及杂质元素增加的风险,需在返回炉料处理过程以及添加过程中加以防范。(晓红)