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预备热处理后钛弯头合金力学性能的研究

编辑:潍坊创一新材料科技有限公司时间:2022-03-26

  为了检验预备热处理后钛弯头合金管材的塑性成形性能,有研究对热处理后的试样进行了力学拉伸试验,以确定与冷推弯工艺关系密切的性能参数∶屈服强度以及延伸率。

  管件原料在未时效时,由拉伸断口的微观组织形貌可知,断口处有较密较浅的等轴韧窝,说明试样的断裂是由微观的塑性流动而成。由于此时合金中溶质充分固溶,因此断口处看不到有析出物。

  750℃时效后,结合时效处理后合金的微观组织形貌可知,在时效15分钟和30分钟后,从微观组织上看,没有发现有析出物析出,即微观组织并没有明显变化,因此合金的宏观力学性能没有发生明显的变化,两者是相互验证的。当时效时间延长到一小时后,晶界上出现了少数细小颗粒状的析出物,从宏观力学性能上来看,此时的钛弯头合金塑性有所增加,屈服强度变化很小。

  当合金在750℃下时效一小时,晶界上有少数颗粒状析出物,此时合金的延伸率略有上升。

  试样经850℃时效后,材料的延伸率与屈服强度。随着时间的延长,试样的屈服限度稍有下降,但幅度很小。由时效后试样的微观组织形貌可知,850℃时效后,晶界上有块状析出物,随着时间的增长,析出物增多,这一点可以从850℃时效30分钟以及一小时后,试样拉伸断口的微观组织形貌上看出来。但此时材料的韧性并没有随着析出物的增多而一直下降,850℃时效30分钟后,钛弯头合金的塑性达到了较大值,约为66%。根据微观组织形貌TEM图像,分析原因可能是此时虽然在晶界处和晶粒内析出了碳化物和脆性相,但晶粒内部的位错线有显著减少,减小了晶粒在塑性变形时的阻力,因此多方面因素的共同作用使得此时的塑性较好。随着时效的增长,析出物进一步增加,晶界的脆性特性表现得越来越显著,致使在材料宏观力学性能上表现出塑性降低的趋势。此时断口既有大小不等的韧窝,又有明显的脆性析出物断裂痕迹,两者共存。说明此时材料的断裂方式属于混合断裂。这说明并不是整体韧性断裂才是塑性较好的断裂方式。

  当时效温度提升到950℃时,在950℃温度条件下,材料的塑性一直呈下降趋势。由时效后材料的微观组织形貌可知,由于温度较高,析出物的增长速度相当快,同样时效15分钟,950℃条件析出物的尺寸已经达到了850℃条件下的两倍。大量析出碳化物和脆性相在晶界处生长为链状,成为钛弯头微裂纹产生的原点以及微裂纹扩展的通道。

预备热处理后钛弯头合金力学性能的研究