Ti-6Al-4V合金薄板包覆疊軋加工工藝與組織性能研究.pdf

1、包覆疊軋是一種加工鈦合金薄板的有效手段。本文采用包覆疊軋加工方法制備Ti-6Al-4V合金薄板，通過選擇不同的軋制變形工藝與變形溫度等參數(shù)，研究了Ti-6Al-4V合金板材組織性能、裂紋擴展特性、斷口形貌和織構形念的變化規(guī)律等，并重點采用EBSD技術研究了板材的織構形念及其對各項性能的影響情況與內在晶體學機制。研究內容及結果如下： 通過對比多種包覆材料，發(fā)現(xiàn)16MnR鋼與Ti-6Al-4V合金兩者的強度在軋制溫區(qū)非常接近，這有利

2、于兩種金屬在疊扎加工過程中均勻同步變形，可以以獲得較好的軋制效果。為獲得隔離/潤滑雙重效果，所應用的聚四氟乙烯具滿足包覆疊軋加工的工藝要求，能夠使鈦合金疊軋板材在熱軋加工過程中避免出現(xiàn)嚴重粘結、焊合。實驗所采用的帶有放氣孔的疊軋包結構及組坯方式，可使包覆疊軋加工順利進行，并可以解決加工過程中出現(xiàn)的包套開裂、鈦合金芯板擠出包套等問題。經過比較在本實驗所采用的幾種工藝中，930℃交叉軋制可以獲得最佳的軋制效果，表面質量好，同板差小；而采用近

3、β軋制工藝會使板材表面質量下降，產生溝槽等缺陷。 觀察發(fā)現(xiàn)，當軋制溫度較高接近β相變點時，會使板材表面產生硬α層，同時組織中會含有一定數(shù)量的β轉變組織，這兩方面原因的共同作用，使板材的拉伸塑性較低；用930℃交叉軋制工藝可以獲得等軸化程度較好、組織均勻的板材，其綜合性能較好；交叉軋制工藝可使Ti-6Al-4V合金板材獲得高的疲勞性能，在其疲勞斷口可觀察到疲勞輝紋，并且疲勞裂紋在擴展過程中產生明顯的塑性鈍化現(xiàn)象；通過疲勞裂紋擴展壽

4、命的估算和分析表明，整個裂紋的擴展壽命在樣品總循環(huán)次數(shù)所占比例是很小的，而裂紋萌生過程則占據(jù)了疲勞壽命的絕大部分，各種狀念板材疲勞性能的高低應該主要是由裂紋萌生階段的差異所造成的。 通過分析對比表明，熱軋加工工藝對Ti-6Al-4V合金板材的織構形念具有顯著影響，在本實驗條件下，930℃單向軋制形成B型織構，930℃交叉軋制形成T型織構，900℃交叉軋制形成B/T型混合織構，而在980℃交叉軋制時形成了絲織構；在930℃和980