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核工业、航天航空工业应用钛合金管材料的轧制技术解析

[ 信息发布:本站 | 发布时间:2019-02-08 | 浏览:256次 ]

钛合金和很多合金金属一样。以满足对材料性能的要求,但其主要成份中钛占到90%以上。航空航天技术中广泛应用的两种合金,既Ti6A L4V6%铝,4%钒,90%钛)和Ti3A L2.5V3%铝,2.5%钒,94.5%钛)Ti3A L2.5V用于制造高强度管材的专用资料Ti6AL4V则主要用于航空航天领域中机身的制造。钛管是发展核工业不可缺少的重要资料,除上述用途外核反应堆使用的很多设备、管道和相关部件,除使用锆、铪外,还需要大量的钛管和钛合金管材料。随着核工业的进一步发展,钛管的价值必将会得到更多的体现。

钛合金管

TC4钛合金是目前应用最广泛的钛合金之一,它的强度高,耐蚀性好,但目前国内外无缝钛管市场上很难见到TC4材质的无缝钛管。TC4钛材主要以板材为主,市场上的TC4钛管材以热挤压或斜穿孔等方法生产的高强度厚壁管为主,该温轧工艺需要对传统轧辊进行改进,即在轧管机上安装感应加热装置,这种加工设备结构复杂、工艺繁琐、生产成本高。造成目前这种现状的主要原因是TC4钛合金的强度高,冷轧成形难度大。为解决TC4无缝管冷轧成形的关键技术,校企联合进行了系列研究。如采用直接冷轧成形工艺生产高强度钛合金管材,不仅大大降低生产成本,同时可满足对钛合金高性能应用场合的要求。

钛管

采用不同变形量开坯方式,分别经两道次和三道次轧制将管坯轧制成总变形量为70%的管材。在道次间进行800℃×1h真空退火,冷却方法为炉冷至500℃后空冷至室温,观察其组织性能变化。得出的结论是:在小变形量开坯情况下,壁厚偏差小,表面粗糙度逐步减少;大变形量开坯,壁厚偏差大,会影响到后续道次轧制所得管材的壁厚偏差。总变形量相同的情况下,轧制道次越多,管材的伸长率、硬度越大,强度越高。综合性能好。小变形量开坯对管材的各向异性作用不大;多道次轧制中力学性能的各向异性存在一定波动。大变形量轧制时材料的流动呈条带状,小变形量轧制时材料的流动呈束状,在道次间热处理条件和后续轧制工艺相同的情况下,大变形量开坯所得管材组织畸变更加严重。

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