热处理工艺对Ti-6Al-4V ELI合金厚截面锻件力学性能的影响

针对截面厚度达200mm的损伤容限型Ti-6Al-4VELI合金锻件,开展了β热处理工艺和准β热处理工艺试验,对比分析了热处理工艺对锻件强度、塑性、断裂韧度、疲劳裂纹扩展速率的影响。研究结果表明,随着第一重退火温度从Tβ+15℃升高到Tβ+30℃、Tβ+60℃,锻件塑性下降明显。经准β工艺热处理后,锻件的β晶粒尺寸较小,塑性明显优于β热处理工艺。强度、断裂韧度和疲劳裂纹扩展速率对β热处理温度不敏感。为达到良好的强度-塑性-韧性的综合性能匹配,Ti-6Al-4VELI合金厚截面锻件宜采用较低热处理温度(如Tβ+15℃)的β热处理工艺或准β热处理工艺。

固溶前预热对Ti6Al4V合金厚截面环锻件组织均匀性的影响

针对截面厚度为100 mm以上的Ti6Al4V合金环轧锻件,开展了在650℃预热处理后再升温至960℃进行固溶处理和在设定温度960℃下装炉进行固溶处理的工艺试验。采用等效试块和负载热电偶监控Ti6Al4V合金厚截面环轧锻件热处理过程的温度变化和保温时间。从经不同热处理后的锻件的典型位置切取横截面试片观察宏观组织,然后分别从锻件内径、芯部和外径处切取试样观察显微组织和测试室温拉伸性能。对比分析了两种热处理工艺对环锻件组织均匀性和室温拉伸强度均匀性的影响。研究结果表明,固溶处理前先进行650℃预热处理的环锻件,其组织均匀性、室温拉伸强度均匀性均优于在设定温度960℃下装炉进行固溶处理的锻件。受合金淬透性限制,预热处理无法完全消除Ti6Al4V合金厚截面环锻件不同截面位置的组织和性能的差异。

模拟正火温度对Q355E钢锻件组织和性能的影响

利用模拟程控热处理炉进行300 mm×300 mm截面Q355E钢锻件心部材料的模拟正火处理试验,通过光学显微镜、扫描电镜、拉伸和冲击试验机,研究模拟正火温度对厚截面风电法兰用Q355E钢锻件组织和性能的影响。结果表明,模拟正火温度由780℃升高至900℃,并经580℃回火后,材料-50℃冲击吸收能量呈现先增加后降低的趋势,铁素体平均尺寸由14.73μm降低至12.07μm又增大至15.02μm,珠光体的平均尺寸从3.69μm增大至10.51μm;模拟正火温度为820℃和840℃时,铁素体和珠光体组织均匀细小,珠光体呈条状和近等轴状分布,-50℃冲击吸收能量为183.8~211.1 J,试样剪切断面率在50%以上。对于300 mm×300 mm截面Q355E钢锻件,可选择820~840℃正火处理,以获得优良稳定的低温冲击吸收能量。