tc4钛合金工作温度

２０１７年６月　第４６卷第６期　机械设计与制造工程　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｊｕｎ．２０１７　Ｖｏ１．４６　Ｎｏ．６　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—５０９Ｘ．２０１７．０６．０１９　

ＴＣ４钛合金板热轧过程显微组织研究　

王牛俊　，罗乾伟　

（１．陕西国防工业职业技术学院汽车工程学院，陕西西安７１０３００）　

（２．西安赛特金属材料开发有限公司，陕西西安７１００２１）　

摘要：为研究锻造及热轧加工过程中钛合金组织的演变，首先对Ｔｉ一６ＡＩ一４Ｖ钛合金进行锻造热　

塑性变形加工，然后再进行多火次换向热轧变形。研究表明：采用墩拔锻造与多火次轧制加工方　

式。板坯组织由原始双态组织逐步演变成完全等轴　组织形态，组织更加细小、均匀，有效保证了　

板材组织及性能各向同性，可满足医疗需要。　

关键词：ＴＣ４；墩拔锻造；热轧　

中图分类号：ＴＧ１１３．１２　文献标识码：Ａ　文章编号：２０９５—５０９Ｘ（２０１７）０６—００８１—０３　

钛及钛合金以其优异的性能广泛应用于航空　

航天、航海、军用装备、医疗器械等尖端科学领域，　

被誉为“第三金属”和“战略金属”　ｌｊ。例如钛及钛　

合金因其强度高、比重小、生物相容性好和优良的　

综合力学性能等被越来越多地应用于外科植入领　

域＿２］。但纯钛强度低，无法用于制作人体髋关节、　

接骨钉和螺钉等高强度承力构件。为提高强度和　

耐磨性，在纯钛金属中加入合金元素从而得到钛合　

金，如Ｔｉ一６Ａ１—４Ｖ　。　

外科植入钛合金出于医疗安全考虑，对于材料　

内在品质要求苛刻。要获得更为可靠安全的Ｔｉ一　

６Ａｌ一４Ｖ钛合金板，在材料的锻造轧制等加工环节　

必须进行严格的工艺控制，使其获得较为理想、均　

匀的细晶粒组织，提高临床抗疲劳寿命。本文通过　

比对不同的加工方式，研究Ｔｉ一６Ａ１—４Ｖ钛合金板　

材在锻造、轧制热、加工过程中的组织演变，并进行　

钛工业进展　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　３０卷　

的光催化活性由甲基橙的脱色率来评价。结果表明：　

煅烧温度为４００℃时，ＮＡＴＯ催化剂由于表面硝酸　

盐含量较高、可见光吸收能力较强且晶相比合适，　而具有较高的光催化活性，用５００　Ｗ的金卤灯照射　

１　ｈ，可将浓度为１０　ｍｇ／Ｌ的甲基橙废水完全降解。　

王运锋摘自《功能材料》　

射频等离子体制备球形ＴＣ４钛合金粉　

射频等离子体具有温度高（约１０４℃）、等离子　

体炬体积大、能量密度高、传热和冷却速度快等优　

点，是制备组分均匀、球形度高、缺陷少和流动性　好的球形粉末的良好途径。等离子熔融球化技术被　

认为是获得致密规则球形粉末的最有效手段之一。　北京科技大学盛艳伟等人以不规则形状的市售　

ＴＣ４钛合金粉末（粒度小于３０　Ｉｘｍ）为原料，通过射　

频等离子体球化处理制备出球形ＴＣ４钛合金粉末，　并研究了球化处理对粉末特性及加料速率对粉末球　

化率的影响。利用扫描电子显微镜、激光粒度分析　

和霍尔流速计分别对粉末微观结构、粒度分布和粉　体性能进行了测试和分析。结果表明：不规则形状　

的ＴＣ４钛合金粉末经等离子球化处理后可得到表面　

光滑、球形度好且球化率高达１００％的球形粉末；球　

化处理后，粉末粒度略微增大，粉末的松装密度、　振实密度和粉末流动性得到明显改善，松装密度由　

１．２５　ｇ／ｃｍ　提高到２．５２　ｇ／Ｏｌ＇ｉｌ。，振实密度由　２．０５　ｇ／ｃｍ　增加到２．６８　ｇ／ｃｍ’；加料速率在球化处　

理过程中对粉末的球化率有着重要影响，随着加料　

速率的增加，ＴＣ４粉的球化率降低。在其他工艺参　数不变的情况下，加料速率在２～５　ｇ／ｍｉｎ可获得高　

球化率的粉末。　王运锋摘自《北京科技大学学报》　

经激光冲击处理的ＴＣ　１　１钛合金的热稳定性　

激光冲击强化是利用激光等离子体冲击波的力　

学效应对材料表面进行强化处理，采用激光冲击强　

化能够使钛合金表面晶粒细化，并使大数值残余压　

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现有规格：

1. TC4 交货状态：锻造、铸态、退火态、固溶态、时效态等等；

2. TC4 外观状态：黑皮态、车光态、磨光态、酸洗态；

3. TC4 尺寸规格：公称尺寸、公差范围、定尺、不定尺、标准尺寸；

4. TC4 质量标准：GB、HB、GJB、AMS、GB/T、ASTM、ASME、JIS、JS、DIN、EN其它；

5. TC4 产品分类：棒材| 管材| 带材| 丝材| 法兰| 板材| 环件| 圆饼|锻件|焊丝，可根据客户要求.

6. TC4 订货量；

7. TC4 交期。

TC4钛合金抗拉强度：

基于扩散焊温度需求及超塑性成形扩散焊接时材料的应变速度区间，将实验温度和拉伸速度选择如下： 拉伸温度(℃)：850880、900、920；

应变速率：0.001s、0.0001s、0.00001s。

不同温度条件下TC4钛合金应力应变曲线图，在室温条件下，挨近1200Mp的拉伸应力取得挨近0.1的应变；在温度到达300℃时，950Mp左右的应力可以取得0.1的应变；在温度超过600℃时，塑性显着改进，不到600Mp的拉应力条件就可以取得挨近0.1的应变；在温度到达700℃时，400Mp的应力就可以取得0.1的应变；在800℃的情况下，TC4板件的塑性已经十分优秀，不到100Mp就可以取得0.1的应变。金属资料的塑性变形是通过滑移和孪生进行的，塑性变形中位错密度的升高导致了加工硬化的出现，位错密度越大导致了塑性变形越难进行，所以加工硬化率越大。温度越高，能参与到塑性变形的滑移面增加，且随着温度的上升，原子的迁移能力增强，位错的运动能力得以改进，这都使资料塑性改进，一起在高温区间，晶界滑移和分散蠕变使塑性进一步改进。不同拉仲条件下TC4钛合金显微组织图，显现断面典型的脆性开裂，显现开裂处没有缩颈现象。显现开裂试样开端出现缩颈现象，开裂开端由脆性开裂向塑性开裂改变。而当温度升到700℃时，是显着的塑性变形，显现显着的缩颈，700℃100倍和400倍显微安排图图4不同温度热拉伸条件下的TC4钛合金显微安排(d)还显现安排和图4(b)和图4(c)比较有显着的细化，这应是材料发作再结晶现象，进一步改善了塑性。而当温度上升到800℃时，在试验的拉伸条件下，晶界滑移和分散蠕变开端变得显着，因此断面安排晶粒界面不清晰。

TC4钛合⾦

船、汽车，医药等部门都得到成功的应⽤。

●TC4钛合⾦⼒学性能：

抗拉强度σb/MPa≥895,规定残余伸长应⼒σr0.2/MPa≥825,伸长率δ5(%)≥10,断⾯收缩率ψ(%)≥25

●TC4钛合⾦密度:

4.5（g/cm3）⼯作温度-100～550（℃）

●TC4钛合⾦化学成分:

TC4含钛(Ti) 余量,铁(Fe)≤0.30,碳(C)≤0.10,氮(N)≤0.05,氢(H)≤0.015,氧(O)≤0.20,铝(Al)5.5～6.8,钒(V)3.5～4.5

钛合⾦TC4⾼速铣削表⾯完整性的研究

发表于: 2008-3-14 0:01:13

来源:深圳宝玛 作者:数控机床

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由于钛合⾦具有⽐强度⾼、热强度好、耐腐蚀、资源丰富等⼀系列优点，因此在航空、航天等⼯业部门中的应⽤越来越⼴泛，⽤于制作飞机和发动机中的主要构件。在发动机⽅⾯，⽤于制造压⽓机盘、压⽓机叶⽚、机匣和燃烧室外壳等重要零件；在飞⾏器结构中⽤于制造翼梁、隔框和接头等重要构件。特别在钛合⾦整体框架和⼤型整体壁板制造过程中，加⼯量相当⼤，⽽且许多薄壁部位必须克服结构上的加⼯变形，亟需解决钛合⾦整体框架和⼤型整体壁板的加⼯效率和加⼯质量问题。实践证明，⾼速铣切是⽬前能够⾼效可靠地解决这⼀问题的最经济的加⼯⼿段。因此，有必要研究与钛合⾦⾼速铣削表⾯完整性相关的基础理论。1 材料特性

钛合⾦TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，属于(a+b)型钛合⾦，具有良好的综合⼒学机械性能。

⽐强度⼤。 TC4的强度sb=1,012MPa，密度g=4.4×103，⽐强度sb/g=23.5，⽽合⾦钢的⽐强度sb/g⼩于18。钛合⾦热导率低。钛合⾦的热导率为铁的1/5、铝的1/10，TC4的热导率l=7.955W/m·K。

钛合⾦的弹性模量较低。 TC4的弹性模量E=110GPa，约为钢的1/2，故钛合⾦加⼯时容易产⽣变形。2 ⾼速铣削的表⾯完整性

试验条件