鈦及鈦合金因其優(yōu)良的性能在航空航天和其他領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，但也受其加工效率和生產(chǎn)成本的制約。隨著鈦合金的開發(fā)研制、鈦材品種的增多及價(jià)格的降低，鈦在民用工業(yè)中的應(yīng)用將成倍增加，特別是在造船、汽車制造、化工、電子、海洋開發(fā)、生物醫(yī)學(xué)、海水淡化、地?zé)岚l(fā)電、排污防腐等民用領(lǐng)域?qū)@得廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，市場的需求也將加速鈦工業(yè)與鈦材加工技術(shù)的發(fā)展。
工業(yè)純鈦大部分在退火狀態(tài)下使用，再結(jié)晶退火后可使純鈦內(nèi)部組織和性能均勻，完全軟化，并具有合適的塑性和韌性。在目前工業(yè)純鈦的冷軋帶材大量應(yīng)用的背景下，通過測定冷軋純鈦板的再結(jié)晶溫度，為制定合理的退火工藝提供理論依據(jù)。研究人員采用Gleeble-3500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對冷軋TA2鈦板進(jìn)行真空退火，測定了TA2在恒時(shí)和恒溫處得到的硬度曲線，根據(jù)不同再結(jié)晶溫度對應(yīng)的再結(jié)晶時(shí)間，計(jì)算了再結(jié)晶激活能。研究了工業(yè)純鈦的再結(jié)晶規(guī)律，為制定退火工藝提供依據(jù)。
實(shí)驗(yàn)用料為工業(yè)純鈦TA2，冷軋壓下率為75%，厚0.8mm的冷軋鈦板。再結(jié)晶過程并不是一個(gè)恒溫過程，而是一個(gè)隨著溫度升高從某一溫度開始又在某一溫度結(jié)束的過程。為測定TA2再結(jié)晶溫度與完成再結(jié)晶的時(shí)間，在Gleeble-3500上真空條件下，首先進(jìn)行一次定時(shí)9min變溫試驗(yàn)，退火溫度分別為520、540、560、580、600、620、640、660、680、700、720℃，將原始試樣和完全軟化試樣的硬度差定義為100%，則當(dāng)硬度降低50%時(shí)就定義為再結(jié)晶的條件（即再結(jié)晶溫度或再結(jié)晶時(shí)間）。在確定了定時(shí)試驗(yàn)的再結(jié)晶溫度后，再進(jìn)行一次恒溫變時(shí)試驗(yàn)，恒溫700℃，保溫時(shí)間為3、6、9、12、15、18、21、24min，從而確定該溫度條件下的再結(jié)晶時(shí)間。
冷軋板以及再結(jié)晶退火板上切取尺寸為12mm×10mm的金相試樣，觀察平行于軋向的側(cè)面金相組織。力學(xué)性能檢測設(shè)備為MTS810型精密試驗(yàn)機(jī)，主要試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定為：實(shí)驗(yàn)用拉伸力98kN，夾頭位移速度2mm·min-1；軸向引伸儀標(biāo)距為50mm，引伸儀測量誤差為0.3%；測試溫度為25℃。
在本試驗(yàn)條件下，根據(jù)恒時(shí)變溫試驗(yàn)和恒溫變時(shí)試驗(yàn)，測得的再結(jié)晶條件可按Arrhenius公式計(jì)算TA2的再結(jié)晶激活能Q=5.6578×104kJ·mol－1。
結(jié)合硬度法和金相法測得再結(jié)晶溫度在520～600℃之間，再結(jié)晶時(shí)間在9min內(nèi)；再結(jié)晶退火溫度在680～700℃，保溫時(shí)間在30min左右，可以保持鈦板良好的力學(xué)性能。
1
|
