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高强度堆焊耐磨板的退火处理工艺研究_碳化铬耐

文章出处:未知作者:-1人气:发表时间:2018-08-30 13:02【

     高强度堆焊耐磨板作为新型高强近β钛合金,具有强度优异和断裂韧性高等优点,拥有良好的淬透性和较宽的加工工艺范围,特别适合制造必须承受巨大应力的零部件,如大型结构件、起落架、机翼、发动机挂架间连接装置等,在航空航天工业中日益受到青睐。钛合金组织类型和形态上的差异对其力学性能有着显著的影响。已有文献对高强度堆焊耐磨板β退火处理后的组织和性能进行了研究,但未见有对两相区退火和双重退火进行系统研究的报道。由于高强度堆焊耐磨板合金化程度高,组织对热处理工艺较为敏感,因此系统地开展了高强度堆焊耐磨板退火处理工艺研究,揭示单相区退火、两相区退火以及双重退火中退火工艺参量变化对高强度堆焊耐磨板显微组织和力学性能的影响规律。
  实验材料为高强度堆焊耐磨板材料,规格为Φ125mm×550mm,棒材原始组织为等轴组织,等轴α相的比例为43%。金相法测得合金相变点为(845±5)℃。
  两阶段普通退火即在较高温度进行第一阶段退火后炉冷至较低温度,再在较低温度进行第二阶段退火后空冷。采用SX3-10-13型热处理炉,具体设计了12种热处理方案,在820~900℃温度范围内对高强度堆焊耐磨板棒材进行普通退火以及双重退火处理。两相区退火3种方案:(820、830、835)℃保温1.5h→炉冷至580℃→保温8h→空冷至室温。单相区退火7种方案:(840、860、870、880、900)℃保温1.5h→炉冷至580℃→保温8h→空冷至室温,以及880℃保温1.5h→炉冷至(540、620)℃→保温8h→空冷至室温。单相区双重退火2种方案:880℃保温1.5h→炉冷至(740、760)℃→保温1h→空冷至室温;580℃×8h/AC。
  沿棒材长度方向切取拉伸试样,试样直径5mm,标距长25mm,对试样进行性能测试和显微组织观察。试验结果如下:
  (1)两相区退火后合金组织为双态组织,分布着条状α相、等轴状α相和β转变组织,随着退火温度的升高,初生α相含量下降,晶界α相数量增多;单相区退火后合金为有粗大β晶粒的魏氏组织,在原β晶界处析出不连续的α相,并沿一定方向向晶内生长,在晶粒内部有针状α相析出,随着第一级和第二级退火温度的升高,β晶粒尺寸持续长大;单相区双重退火处理后合金组织中含有较大比例的针状α相。
  (2)两相区退火可获得较高的延伸率、断面收缩率,但抗拉强度较低。随着退火温度的升高,合金抗拉强度升高,延伸率、断面收缩率略有下降,但变化不明显。单相区退火可获得较好的强塑性匹配,随着第一级退火温度的升高,合金抗拉强度变化不大,合金延伸率、断面收缩率均呈降低的趋势;随着第二级退火温度的升高,合金抗拉强度下降,断面收缩率、延伸率略有提高。高强度堆焊耐磨板在单相区双重退火后的合金具有最高的抗拉强度,而合金延伸率、断面收缩率最低。