變形程度與變形溫度對鈦合金鍛件組織和力學(xué)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(xiàn)細化。為使粗晶針狀組織充分細化并轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙罱M織,變形溫度必須控制在兩相區(qū)內(nèi),而且變形程度應(yīng)不小于60%~70%。變形程度大小應(yīng)保證形成介于針狀和等軸狀組織之間的中間組織。在高于β轉(zhuǎn)變溫度下進行塑性變形程度也要足夠大,才能有效地細化β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(qū)變形之前先在(α+β)相區(qū)進行塑性變形,在β相區(qū)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(jīng)過(α+β)相區(qū)鍛造的合金儲備了充分的變形能和更多的位錯,再在β相區(qū)變形時,發(fā)生一次再結(jié)晶,使得在β相區(qū)變形對合金的晶粒細化更為有效。

但是,在β轉(zhuǎn)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β相區(qū)的溫度下停留的時間長。特別是在模鍛件的難變形區(qū)內(nèi),一般都出現(xiàn)粗晶組織,因為這些部位變形程度小,沒有產(chǎn)生一次再結(jié)晶(β晶粒再結(jié)晶),而原晶粒卻發(fā)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(nèi)針狀(片狀)組織有影響,變形程度增大會使晶內(nèi)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(α+β)相區(qū)的溫度下,因為這時有α相存在,而α相經(jīng)受了塑性變形。

在(α+β)相區(qū)的溫度下,變形程度的變化,對力學(xué)性能,尤其塑性的影響要比在β單相區(qū)的更為顯著。在β相區(qū)塑性變形時,變形溫度的提高會使變形程度對力學(xué)性能的影響減小。

例如, TC6合金鑄錠在高于B轉(zhuǎn)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(tài)組織未破碎;變形程度為30%時,鑄態(tài)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(tài)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(tài)組織的痕跡。

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