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影响航空钛合金管质量的因素与防控措施

发布时间:2020-12-07 07:14:03 浏览次数 :

钛合金种类繁多, 管材加工工艺和方法各不相同, 影响钛合金管质量的因素也很多。 表1列举了主要影响因素及其控制措施。 从钛合金的熔炼制备开始,杂质元素(如 O、C、N)的含量对成品钛合金管材的组织和性能有一定影响,一般高的间隙元素含量会使管材强度提高,塑性降低。制备方法的选择也极大地影响钛管的性能。 如挤压管坯的晶粒细小、 综合性能好,斜轧穿孔管坯的晶粒粗大、不均匀且常常有高温变形组织,前者更易于后续管材的加工。制备方法还能影响管材的残余应力状态,当管材有残余压应力时能提高疲劳极限和应力腐蚀抗力。

影响因素 问题描述 控制措施
合金质量形成高密度夹杂、偏析或脆硬相,导致管材成形不均匀, 管材制备时产生裂纹甚至开裂1.采用多次真空自耗熔炼;
2.降低熔化电流,减缓熔炼速度;
3.使用先进的电子束冷床炉熔炼
管坯质量挤压管坯组织细小、塑性好,但设备复杂、投资大; 斜轧穿孔管坯组织粗大、塑性差、表面质量好。1.挤压工艺适用于强度较低,尺寸精度高的钛管坯生产;
2.斜轧穿孔工艺适用于强度较高、规格固定且批量较大的 钛管坯生产
热处理制度温度过高会导致组织粗大,过低会导致欠退火, 残余应力及加工硬化无法消除, 影响后续加工及成品性能1.对每一批材料均要准确测定合金相变点;
2.结合管材加工路径及合金力学性能制定合理的热处理工艺;
3.严格控制热处理气氛
变形量变形量过大会导致表面质量差、裂纹、开裂等;      变形量小则不能破碎粗大的原始晶粒,管材力学性能低,    生产效率低1.根据合金允许道次变形量和最大累计变形量,合理排布      加工道次;
2.注意 Q 值与变形量的匹配,使管材产生有利的织构取向
润滑工艺高效润滑剂可以降低塑性成形抗力、保证管材表面质量、    防止局部过热、降低工模具损耗1.考虑成形工艺,根据合金特性选择合适的润滑剂;
2.分析解剖加工过程,精确设计组合润滑剂

钛管材加工过程中, 道次变形量显著影响管材的性能。 大的变形量不仅可以提高生产效率而且可以更好地破碎粗大的铸态组织,使管材晶粒细小均匀,但是过大会使管材成形抗力增加, 产生的变形热导致局部温度升高,使变形不均匀、晶粒出现异常长大。合理的变形量可以在管材的径向、轴向、环向形成织构,从而提高性能。

钛管

发现在纯钛管轧制过程中,当Q值在 1.2~2.3 时,形成较强的径向织构,使管材性能提高。 同时,合理的退火工艺、矫直工艺、高效的去油方法等都是保证钛管材质量的关键。

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