擠壓溫度對TA2大口徑管材組織與性能的影響

TA2工業(yè)純鈦因其優(yōu)異的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和焊接性能，廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、化工、海洋工程等領(lǐng)域。鈦材料熱導(dǎo)率低，在擠壓過程中坯料表面與心部產(chǎn)生極大溫差，當(dāng)擠壓溫度為400℃時(shí)，溫差可達(dá)200～250℃，此外，鈦材料在塑性變形過程中會(huì)產(chǎn)生大量的變形熱，以上特點(diǎn)導(dǎo)致鈦合金管材擠壓過程中容易產(chǎn)生組織不均勻和表面拉裂等缺陷。因此，研究擠壓溫度對TA2大口徑管材組織和力學(xué)性能的影響非常必要。

大口徑鈦合金管材，均采用熱擠壓法生產(chǎn)，工藝流程相對成熟，關(guān)鍵在于是否擁有大型擠壓機(jī)。本文利用中鈦青鍛680MN、260MN壓機(jī)機(jī)組就擠壓溫度對TA2大口徑擠壓管材的組織和性能的影響進(jìn)行研究，并成功生產(chǎn)出世界最大的

700mm管材。

目前，在線黏度計(jì)的類型很多，根據(jù)測量原理不同，主要有以下幾種類型：壓差式、注(活)塞式、旋轉(zhuǎn)式、振動(dòng)式等。

試驗(yàn)過程

試驗(yàn)材料

試驗(yàn)原料為沈陽中鈦裝備制造有限公司真空自耗電弧爐熔煉的工業(yè)純鈦TA2，化學(xué)成分如表1所示，符合GB/T 3620.1-2016標(biāo)準(zhǔn)要求，測定β相轉(zhuǎn)變溫度為904.6℃。

圖3所示為大口徑TA2管材在不同擠壓溫度下的金相組織。由圖3(a)可知，擠壓溫度為850℃時(shí)，大口徑管材組織類型為等軸組織，晶粒分布較為均勻，平均晶粒尺寸為35～55μm。由圖3(b)可知，擠壓溫度為870℃時(shí)，大口徑管材組織類型仍為等軸組織，部分晶粒形貌呈現(xiàn)橢圓形或長條形，平均晶粒尺寸為60～80μm，由于擠壓變形大，成形過程中產(chǎn)生大量的變形熱，金屬擠壓過程中荒管實(shí)際溫度接近TA2相轉(zhuǎn)變溫度，因此組織中有少量β組織存在。由圖3(c)可知，擠壓溫度為950℃時(shí)，變形溫度高于TA2相轉(zhuǎn)變溫度，β組織較為粗大，α相呈現(xiàn)扁平條狀和針狀，尺寸約150～250μm，組織為過熱組織。

管材擠壓工藝

管材擠壓設(shè)備為青海中鈦青鍛裝備制造有限公司260MN制坯機(jī)和680MN擠壓機(jī)。生產(chǎn)工藝為加熱→潤滑→制坯→機(jī)械加工→包套→加熱→潤滑→擠壓→冷卻→熱處理→取樣→機(jī)械加工→無損檢測→包裝入庫。擠壓工藝參數(shù)如表2所示，對擠壓后荒管(圖2)進(jìn)行650℃退火處理。

組織與性能檢測

通過對比圖1和圖3(a)可知，當(dāng)擠壓溫度低于TA2相轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，擠壓變形能夠充分破碎晶粒，改善微觀組織，顯著減小晶粒尺寸。通過對比圖2和圖3(c)可知，當(dāng)擠壓溫度高于TA2相轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，在大變形條件下，晶粒得到了有效的破碎，但是變形過程中存在相的轉(zhuǎn)變和晶粒的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶長大，晶粒形貌發(fā)生了明顯的改變，但晶粒尺寸沒有明顯細(xì)化。

結(jié)果與討論

擠壓溫度對管材組織的影響

鑄錠在β相區(qū)進(jìn)行開坯和多次鐓拔，充分破碎粗大的鑄態(tài)晶粒，得到擠壓錠坯，其顯微組織如圖1所示。由圖可知，鑄錠經(jīng)過多次鐓拔后晶粒分布不均勻，大部分晶粒形貌呈鋸齒狀且晶粒粗大，晶粒尺寸達(dá)到150～300μm，這是由于鐓拔過程中材料變形不均勻；同時(shí)，材料中出現(xiàn)了少量等軸晶，這是由于鐓拔溫度達(dá)到了TA2的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶溫度，產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒。此外，材料在多次鐓拔過程中產(chǎn)生了少量孿晶。

通過對比圖3(a)、圖3(b)和圖3(c)可知，擠壓溫度對TA2大口徑管材晶粒和組織有著明顯影響：當(dāng)擠壓溫度低于TA2相轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，擠壓溫度越低，晶粒破碎越充分；當(dāng)擠壓溫度高于TA2相轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，擠壓過程能夠破碎晶粒，改變組織和形貌，但細(xì)化晶粒效果并不明顯。

大口徑管材頭尾切除15～200mm后，制取拉伸試樣和金相試樣，在光學(xué)顯微鏡和拉伸機(jī)上進(jìn)行組織觀察和力學(xué)性能測試。

為描述系統(tǒng)的切換拓?fù)淝樾危x分段函數(shù)σ:[0,)→Λ={1,2,…,M}，其中M表示系統(tǒng)所有可能的通信拓?fù)淝闆r.同時(shí)，為描述系統(tǒng)通信拓?fù)渲械臅r(shí)延情形，令τr(t)∈{τij(t):i,j=1,2,…,n,i≠j}，其中r=1,2,…,m(mn(n-1))，并且假設(shè)存在常數(shù)τ0使0<τr(t)>

τr(t)

斯里蘭卡“星光藍(lán)寶石”經(jīng)過琢磨，通過放大鏡可細(xì)細(xì)品味寶石中的“燦爛星光”。此外，在暗光下，普通的深藍(lán)寶石顯現(xiàn)為黑色，而優(yōu)質(zhì)的斯里蘭卡藍(lán)寶石在任何光照下都會(huì)保持本色。

嗅聞試驗(yàn)結(jié)束后,立即將小鼠移入自主活動(dòng)測試箱,記錄5 min內(nèi)小鼠的活動(dòng)總路程(TD)、平均速度(MS)、靜止時(shí)間(TRD)。

擠壓溫度對管材力學(xué)性能的影響

從表3可知，大口徑TA2管材室溫力學(xué)性能較好，均到達(dá)GB/T 26058-2010標(biāo)準(zhǔn)要求，管材頭部、中部和尾部基本保持在同一水平，具有較好的穩(wěn)定性。王懷柳在《淺析工藝參數(shù)對TA2擠壓管材質(zhì)量的影響》中的研究顯示：TA2在880℃擠壓時(shí)，抗拉強(qiáng)度為465MPa，屈服強(qiáng)度為320MPa，本文所得到的力學(xué)性能均優(yōu)于其研究結(jié)果。

退火態(tài)TA2大口徑管材頭部、中部和尾部的力學(xué)性能如表3所示。

從圖4可知，擠壓溫度對于管材的抗拉強(qiáng)度、斷后延伸率和斷面收縮率影響較小，然而擠壓溫度對管材的屈服強(qiáng)度產(chǎn)生了明顯影響，具體來說：TA2的相轉(zhuǎn)變溫度對管材的屈服強(qiáng)度產(chǎn)生了明顯影響，TA2相轉(zhuǎn)變溫度以下和TA2相轉(zhuǎn)變溫度以上管材屈服強(qiáng)度均有較好的穩(wěn)定性，其原因?yàn)門A2晶體結(jié)構(gòu)由密排六方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方結(jié)構(gòu)。

結(jié)束語

⑴利用260MN、680MN壓機(jī)機(jī)組對TA2大口徑管材進(jìn)行熱擠壓，在TA2相轉(zhuǎn)變溫度以下，晶粒得到了明顯細(xì)化，在TA2相轉(zhuǎn)變溫度以上，晶粒雖然得到破碎，晶粒形貌發(fā)生了變化，但晶粒尺寸沒有明顯細(xì)化。

⑵采用熱擠壓工藝生產(chǎn)的大口徑TA2管材頭部、中部、尾部力學(xué)性能具有較好的穩(wěn)定性和均勻性。

但我們都知道，那倉庫的鑰匙只有丁主任和甲洛洛有，只要丁主任不開口，其他的人也不好說，也沒必要管這閑事。而且這小偷明明抓走了，也不知還會(huì)有誰又冒這么大的風(fēng)險(xiǎn)。