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        低成本TC4鈦合金板材研制

        時間:2015-12-10 12:59 來源:未知 作者:admin 點擊:

        電子束冷床熔煉(EBCHM)技術的日趨成熟為鈦合金的低成本化制備提供了重要的技術途徑。EBCHM有如下優點:1)較好地消除高、低密度夾雜,可獲得組織均勻的鑄錠;2)可100%利用返回料,而生產Ti-6Al-4V合金的VAR只能利用30%以下的返回料;3)可一次熔煉成錠;4)可生產扁錠,減少后續加工量。研究人員采用EBCHM代替傳統的VAR,通過大量添加返回料,單次熔煉生產TC4鈦合金扁錠。扁錠表面處理、包覆后直接開坯軋制,制備8mm厚TC4鈦合金板材。同時,將VAR和EBCHM鑄錠制備板材的制造成本進行了對比。

        利用某公司德國進口2400kW電子束冷床熔煉爐熔煉扁錠。原材料主要由海綿鈦、Al-V中間合金、Al豆以及TC4返回料組成,其中返回料約占原材料總量的80%。返回料由返回料回收處理生產線進行專業化處理。采用水平進料方式,控制熔煉工藝參數一次熔煉成功TC4鈦合金扁錠。
        板坯經表面處理、包覆后在1200mm可逆式熱軋機上進行開坯軋制。開坯后分單向和交叉軋制兩種工藝進行多火次軋制。累積相變點以上的變形量不低于50%,相變點以下變形量不低于70%,獲得8mm厚度規格的板材。
        板材經表面酸洗、真空退火處理后,加工成板材拉伸試樣。室溫拉伸試驗在NSTTON5885電子萬能材料實驗機上進行,金相組織觀察在蔡司金相顯微鏡(Axiovert 200mat)上進行。試驗結果表明:
        1)采用電子束冷床熔煉爐(EBCHM)單次熔煉,成功制備出成分均勻的TC4鈦合金扁錠。板坯包覆后經多火次熱軋,試制出8mm厚板材,板材的各項技術指標均達到GB/T 3621-2007和使用要求。
        2)單向軋制板材的室溫拉伸強度較交叉軋制的高,而伸長率略低,固溶+時效熱處理顯著提高板材的室溫拉伸強度。其中經950℃,1h,水淬+540℃,4h,爐冷處理后板材的屈服強度和抗拉強度最大,且沒有明顯的塑性下降。
        3)返回料均為正常添加量時,與真空自耗電弧熔煉(VAR)相比,EBCHM可節省原料成本約37%。而當返回料添加量相同時,用EBCHM扁錠制備板材比用VAR降低加工成本約43%。(曉紅)


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