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TC16 不能熱處理強化鈦合金

規(guī)格:齊全

所屬類型:鈦

品牌:

  • 價格:電議
  • 發(fā)布時間:2020/12/10 11:33
  • 數(shù)量:大量
  • 所在地:廣東 東莞
產(chǎn)品詳情
  • 規(guī)格:齊全
  • 產(chǎn)地:


中國于1956年開始鈦和鈦合金研究;60年代中期開始鈦材的工業(yè)化生產(chǎn)并研制成TB2合金。
鈦合金是航空航天工業(yè)中使用的一種新的重要結(jié)構(gòu)材料,比重、強度和使用溫度介于鋁和鋼之間,但比鋁、鋼強度高并具有優(yōu)異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國在F-84戰(zhàn)斗轟炸機上用作后機身隔熱板、導(dǎo)風(fēng)罩、機尾罩等非承力構(gòu)件。60年代開始鈦合金的使用部位從后機身移向中機身、部分地代替結(jié)構(gòu)鋼制造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構(gòu)件。鈦合金在軍用飛機中的用量迅速增加,達(dá)到飛機結(jié)構(gòu)重量的20%~25%。70年代起,民用機開始大量使用鈦合金,如波音747客機用鈦量達(dá)3640公斤以上。馬赫數(shù)大于 2.5的飛機用鈦主要是為了代替鋼,以減輕結(jié)構(gòu)重量。又如,美國SR-71 高空高速偵察機(飛行馬赫數(shù)為3,飛行高度26212米),鈦占飛機結(jié)構(gòu)重量的93%,號稱“全鈦”飛機。當(dāng)航空發(fā)動機的推重比從4~6提高到8~10,壓氣機出口溫度相應(yīng)地從200~300°C增加到500~600°C時,原來用鋁制造的低壓壓氣機盤和葉片就必須改用鈦合金,或用鈦合金代替不銹鋼制造高壓壓氣機盤和葉片,以減輕結(jié)構(gòu)重量。70年代,鈦合金在航空發(fā)動機中的用量一般占結(jié)構(gòu)總重量的20%~30%,主要用于制造壓氣機部件,如鍛造鈦風(fēng)扇、壓氣機盤和葉片、鑄鈦壓氣機機匣、中介機匣、軸承殼體等。航天器主要利用鈦合金的高比強度,耐腐蝕和耐低溫性能來制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構(gòu)架和火箭殼體。人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機 也都使用鈦合金板材焊接件。
常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性,以獲得較好的綜合性能。通常α合金和(α+β)合金退火溫度選在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點以下120~200℃;固溶和時效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解,得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點,達(dá)到使合金強化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點以下40~100℃進行,亞穩(wěn)定β合金淬火在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點以上40~80℃進行。時效處理溫度一般為450~550℃。
總結(jié),鈦合金的熱處理工藝可以歸納為:
(1)消除應(yīng)力退火:目的是為消除或減少加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。
(2)完全退火:目的是為了獲得好的韌性,改善加工性能,有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。
(3)固溶處理和時效:目的是為了提高其強度,α鈦合金和穩(wěn)定的β鈦合金不能進行強化熱處理,在生產(chǎn)中只進行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩(wěn)β鈦合金可以通過固溶處理和時效使合金進一步強化。
此外,為了滿足工件的特殊要求,工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。


切削特點
鈦合金的硬度大于HB350時切削加工特別困難,小于HB300時則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象,也難于切削。但鈦合金的硬度只是難于切削加工的一個方面,關(guān)鍵在于鈦合金本身化學(xué)、物理、力學(xué)性能間的綜合對其切削加工性的影響。鈦合金有如下切削特點:
(1)變形系數(shù)?。哼@是鈦合金切削加工的顯著特點,變形系數(shù)小于或接近于1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增大,加速刀具磨損。
(2)切削溫度高:由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小(只相當(dāng)于45號鋼的1/5~1/7),切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產(chǎn)生的熱不易傳出,集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi),切削溫度很高。在相同的切削條件下,切削溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。
(3)單位面積上的切削力大:主切削力比切鋼時約小20%,由于切屑與前刀面的接觸長度極短,單位接觸面積上的切削力大大增加,容易造成崩刃。同時,由于鈦合金的彈性模量小,加工時在徑向力作用下容易產(chǎn)生彎曲變形,引起振動,加大刀具磨損并影響零件的精度。因此,要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。
(4)冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重:由于鈦的化學(xué)活性大,在高的切削溫度下,很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮;同時切削過程中的塑性變形也會造成表面硬化。冷硬現(xiàn)象不僅會降低零件的疲勞強度,而且能加劇刀具磨損,是切削鈦合金時的一個很重要特點。
(5)刀具易磨損:毛坯經(jīng)過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工后,形成硬而脆的不均勻外皮,極易造成崩刃現(xiàn)象,使得切除硬皮成為鈦合金加工中困難的工序。另外,由于鈦合金對刀具材料的化學(xué)親和性強,在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下,刀具很容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損。車削鈦合金時,有時前刀面的磨損甚比后刀面更為嚴(yán)重;進給量f<0.1 mm/r時,磨損主要發(fā)生在后刀面上;當(dāng)f>0.2 mm/r時,前刀面將出現(xiàn)磨損;用硬質(zhì)合金刀具精車和半精車時,后刀面的磨損以VBmax<0.4 mm較合適。
在銑削加工中,由于鈦合金材料的導(dǎo)熱系數(shù)低,而且切屑與前刀面的接觸長度極短,切削時產(chǎn)生的熱不易傳出,集中在切削變形區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi),加工時切削刃刃口處會產(chǎn)生極高的切削溫度,將大大縮短刀具壽命。對于鈦合金Ti6Al4V來說,在刀具強度和機床功率允許的條件下,切削溫度的高低是影響刀具壽命的關(guān)鍵因素,而并非切削力的大小。

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