鈦合金可在錘和壓力機(jī)上進(jìn)行自由鍛和模鍛。兩種鍛造設(shè)備鍛成的壓氣機(jī)盤與其他鍛件的質(zhì)量比較表明,兩者的組織和力學(xué)性能是相近的。這說明鍛造時(shí)模具的運(yùn)動(dòng)速度0.5~0.8m/s到6~8m/s的范圍內(nèi),變形速度對(duì)鍛件的質(zhì)量是沒有顯著影響的,但是,鈦合金鍛造還是希望采用變形速度較小的壓力機(jī)。
其主要原因在于錘上鍛造時(shí),變形熱效應(yīng)大,金屬過熱的危險(xiǎn)性大,因而可能引起組織粗大和塑性下降。錘上鍛造變形速率大,常常來不及發(fā)生再結(jié)晶,造成變形抗力上升和組織的不均勻。
鍛造時(shí)熱效應(yīng)的大小和金屬的溫度、鍛造速度和鍛造比的大小有關(guān)。據(jù)資料報(bào)道:TC6鈦合金在940~950℃用50%~60%變形程度鍛造時(shí),因熱效應(yīng)引起的溫升為40~60℃;變形程度減小到20%~30%時(shí),熱效應(yīng)引起的溫升降至10~20℃,而變形程度增大到80%~90%時(shí),熱效應(yīng)引起的溫升則要達(dá)到100~140℃.在錘上模鍛工字形截面的鈦合金鍛件時(shí),由于熱效應(yīng),鍛件輻板部位的溫度要比凸緣部位高100℃.在錘上鍛造時(shí),熱效應(yīng)引起的鍛件局部溫升有可能超過β轉(zhuǎn)變溫度,因此,在這些部位上便會(huì)形成局部粗晶組織(局部過熱),并降低鍛件的室溫塑性和疲勞強(qiáng)度,而且力學(xué)性能很不均勻。
為了避免錘上鍛造和模鍛時(shí)毛坯的局部過熱,可以將鍛造溫度降低或通過輕擊來進(jìn)行模鍛,鍛造溫度的降低會(huì)引起金屬的變形抗力增大、要求用大噸位的設(shè)備和模具型槽磨損加劇。若采用輕擊勢(shì)必會(huì)使毛坯與模具的接觸時(shí)間延長(zhǎng),毛坯表面迅速變冷,需要重復(fù)加熱,從而延長(zhǎng)毛坯在爐內(nèi)的停留時(shí)間,引起鍛件表面α層的增厚,降低合金塑性和零件的持久強(qiáng)度,而且降低勞動(dòng)生產(chǎn)率。
壓力機(jī)鍛造不同于錘上鍛造。首先,壓力機(jī)上鍛造時(shí)合金部分地發(fā)生了再結(jié)晶,所以所需的變形力約比錘的要小30%~40%,因而在壓力機(jī)上可以在較低的溫度下進(jìn)行鍛造。其次,壓力機(jī)上鍛造時(shí),可以通過調(diào)節(jié)變形速度,使熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量和模具導(dǎo)熱引起的熱損失基本上互相抵消,因而在壓力機(jī)上鍛造時(shí),可以保證足夠均勻的變形條件。但是,壓力機(jī)上鍛造的主要缺點(diǎn)在于,熱金屬和模具的接觸時(shí)間較長(zhǎng),毛坯上的難變形區(qū)較大,而這些部位往往帶有未鍛透,類似于原始坯料的組織。
圖4-43所示為液壓機(jī)和高速錘上鍛出的TC4合金同樣鍛件的力學(xué)性能比較。在815~1093℃范圍內(nèi),隨著鍛造溫度的升高,除了壓力機(jī)和高速錘鍛出的鍛件鍛態(tài)屈服強(qiáng)度稍有下降外,鍛造溫度對(duì)兩種設(shè)備鍛出的鍛件的鍛態(tài)和熱處理態(tài)的抗拉強(qiáng)度以及熱處理態(tài)的屈服強(qiáng)度無顯著影響。經(jīng)過熱處理的鍛件強(qiáng)度指標(biāo)都比
鍛態(tài)的高,壓力機(jī)鍛成的鍛件強(qiáng)度指標(biāo)比高速錘的略高。而兩種設(shè)備鍛出的鍛件的塑性指標(biāo)(伸長(zhǎng)率和斷面收縮率)則隨鍛造溫度的升高而降低,在大約1010~1038℃時(shí),塑性指標(biāo)降至最小值,然后在1093℃又顯示出有些增高。高速錘鍛成的鍛件的塑性指標(biāo)比液壓機(jī)上鍛的略高。塑性指標(biāo)最低點(diǎn)的溫度為1010~1038℃,此溫度恰在該合金的β轉(zhuǎn)變溫度(998℃)以上。所以,塑性指標(biāo)的下降主要是β鍛脆性的反映。
由以上比較可見,變形速度對(duì)鈦合金鍛件力學(xué)性能的影響,當(dāng)變形速度從0.102m/s(液壓機(jī)模具工作速度)提高到14.5m/s(高速錘模具運(yùn)動(dòng)速度)時(shí)并未發(fā)現(xiàn)有很大的改善,所以變形速度的影響不太顯著。
億沐鑫新材料公司產(chǎn)品分類:鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設(shè)備、鈦餅鈦環(huán)、鈦標(biāo)準(zhǔn)件、鈦加工件
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