变形程度与变形温度对钛合金锻件组织和力学性能的影响是相互作用的。
钛合金变形程度对高低倍组织有重要的影响。变形程度大于30%词40%时,钛合金组织明显出现细化。为使粗晶针状组织充分细化并转变为球状组织,变形温度必须控制在两相区内,而且变形程度应不小于60%词70%。变形程度大小应保证形成介于针状和等轴状组织之间的中间组织。在高于β转变温度下进行塑性变形程度也要足够大,才能有效地细化β晶粒。并且,变形温度越高,所需的变形程度也越大。
如果合金在叠相区变形之前先在(α+β)相区进行塑性变形,在β相区变形时,只要在不太大的变形程度(30%词40%)下便可以使组织得到细化。其原因在于,经过(α+β)相区锻造的合金储备了充分的变形能和更多的位错,再在β相区变形时,发生一次再结晶,使得在β相区变形对合金的晶粒细化更为有效。
但是,在β转变温度以上锻成的模锻件中,往往达不到上述细化晶粒的效果。原因在于模锻件尺寸大,金属在β相区的温度下停留的时间长。特别是在模锻件的难变形区内,一般都出现粗晶组织,因为这些部位变形程度小,没有产生一次再结晶(β晶粒再结晶),而原晶粒却发生剧烈长大。
变形程度的改变不仅影响到晶粒度,而且也对晶内针状(片状)组织有影响,变形程度增大会使晶内组织得到细化。与变形温度的影响一样,变形程度影响最明显的是在(α+β)相区的温度下,因为这时有α相存在,而α相经受了塑性变形。
在(α+β)相区的温度下,变形程度的变化,对力学性能,尤其塑性的影响要比在β单相区的更为显着。在β相区塑性变形时,变形温度的提高会使变形程度对力学性能的影响减小。
例如, TC6合金铸锭在高于叠转变温度(1050℃)锻造时,随着变形程度的增大,低倍组织逐渐变的细化:变形程度为15%时,铸态组织未破碎;变形程度为30%时,铸态组织轻微破碎,略呈纤维状;变形程度为60%时,呈明显的纤维状,但还留有较清晰的铸态组织;当变形程度增大至80%时,呈细小纤维状组织,但仍留有铸态组织的痕迹。
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