鈦合金鍛造變形程度對鈦合金鍛件的組織和力學性能有哪些影響?

變形程度與變形溫度對鈦合金鍛件組織和力學性能的影響是相互作用的鈦合金變形程度對高低倍組織有重要的影響,變形程度大于30%~40%時,鈦合金組織明顯出現細化。為使粗晶針狀組織充分細化并轉變為球狀組織,變形溫度必須控制在兩相區內,而且變形程度應不小于60%~70%。變形程度大小應保證形成介于針狀和等軸狀組織之間的中間組織。在高于B轉變溫度下進行塑性變形程度也要足夠大,才能有效地細化B晶粒。并且,變形溫度越高,所需的變形程度也越大。

如果合金在B相區變形之前先在(a+B)相區進行塑性變形,在B相區變形時,只要在不太大的變形程度(30%~40%)下便可以使組織得到細化。其原因在于,經過(a+B)相區鍛造的合金儲備了充分的變形能和更多的位錯,再在B相區變形時,發生一次再結品,使得在阝相區變形對合金的晶粒細化更為有效。

但是,在B轉變溫度以上鍛成的模鍛件中,往往達不到上述細化晶粒的效果。原因在于模鍛件尺寸大,金屬在B相區的溫度下停留的時間長。特別是在模鍛件的難變形區內,一般都出現粗晶組織,因為這些部位變形程度小,沒有產生一次再結晶(B晶粒再結晶),而原晶粒卻發生劇烈長大。變形程度的改變不僅影響到晶粒度,而且也對晶內針狀(片狀)組織有影響,變形程度增大會使晶內組織得到細化。與變形溫度的影響一樣,變形程度影響最明顯的是在(a+B)相區的溫度下,因為這時有a相存在,而a相經受了塑性變形在(a+B)相區的溫度下,變形程度的變化,對力學性能,尤其塑性的影響要比在單相區的更為顯著。在B相區塑性變形時,變形溫度的提高會使變形程度對力學性能的影響減小。例如,TC6合金鑄錠在高于B轉變溫度(1050℃)鍛造時,隨著變形程度的增大,低倍組織逐漸變的細化:變形程度為15%時,鑄態組織未破碎;變形程度為30%時,鑄態組織輕微破碎,略呈纖維狀;變形程度為60%時,呈明顯的纖維狀,但還留有較清晰的鑄態組織;當變形程度增大至80%時,呈細小纖維狀組織,但仍留有鑄態組織的痕跡。