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电子束冷床熔炼TC4钛合金的热变形行为

841 编辑：中冶有色网来源：王伟,宫鹏辉,张浩泽,史亚鸣,王萌,张晓锋,王快社

2024-04-10 13:21:57

钛合金有密度小、比强度高、耐蚀性、耐高温等特点，广泛用于航空、船舶和军工等领域但是，钛的提取、熔炼和加工较难，特别是TC4钛合金的变形抗力高、冷轧成形难度大使其生产成本过高，限制了它的发展和应用[1-4] 使用电子束冷床熔炼(EBCHM)钛合金扁锭，可省去传统工艺的锻造开坯工序直接轧制而降低生产成本[5] 国内外很多学者研究了TC4钛合金的高温热变形行为，根据加工图控制其组织和性能罗皎等[6]建立了TC4钛合金的本构模型并进行了修正；杨博文等[7]研究了热等静压态的TC4钛合金高温变形行为，得到了TC4钛合金的最佳加工区域；Seshacharyulu T等[8]研究了等轴组织的TC4钛合金高温变形行为，在热变形行为的基础上分别计算了单相区和两相区的热变形激活能但是，这些研究均基于用真空自耗电弧熔炼、烧结和3D打印等制备的TC4钛合金开展 EB 炉熔炼大规格铸态扁锭轧制工艺研究，是直接轧制大规格钛合金铸锭的前提因此，有必要研究EB炉熔炼TC4钛合金的热变形行为本文对EB炉熔炼的TC4钛合金进行高温热模拟压缩实验，研究变形温度为850~1100℃、应变速率为0.01~10 s-1条件下的热变形行为并绘制热加工图 1 实验方法用EB炉熔炼TC4钛合金，用连续升温金相法测定相转变温度约为995±5℃ 在Gleeble-3800实验机上进行热模拟压缩实验，试样的直径为8 mm长度为12 mm 热模拟压缩实验温度为850，900，950，1000，1050，1100℃；应变速率为0.01，0.1，1.0，10 s-1；变形量为50% 加热到设定温度后保温3 min，压缩变形后水冷用金相显微镜和扫描电子显微镜观察的不同条件变形后的显微组织 2 实验结果2.1 真应力-真应变曲线用EB炉熔炼TC4钛合金，其原始铸锭的组织如图1所示从图1a中可以看出合金为等轴晶粒，大小均匀，晶粒尺寸约8?25 mm，原始组织为典型的片层组织，α片层厚度约3?6 μm，组织中有β晶界存在和α集束，同一集束内α相的几何取向平行图1 图1TC4钛合金原始铸锭的低倍组织和原始显微组织 Fig.1Macroscopic structure (a) and original structure (b) of TC4钛合金 TC4钛合金在不同变形温度和应变速

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