热处理对石油管材用Ti-6Al-4V-0.5Ni-0.05Ru钛合金组织和性能的影响

为了满足中国严酷的油气勘探开发环境下对石油管材的需求,开发了新型Ti-6Al-4V-0.5Ni-0.05Ru钛合金,但这种新型钛合金的加工制备和热处理工艺有待进一步研究。本实验使用光学显微镜,力学性能测试,电子背散射衍射分析和透射电子显微镜等手段系统研究了不同热轧工艺和热处理制度对Ti-6Al-4V-0.5Ni-0.05Ru钛合金组织和力学性能的影响。研究表明,在α+β两相区(940℃)和β单相区(1000℃)经过80%变形量轧制后,该合金板材具有较好的塑形变形能力,未发现宏观裂纹。在α+β两相区热轧后,单级退火处理虽一定程度上能使组织均匀化,但晶粒仍较大,且轧板纵横向组织仍有较大差异;β单相区热轧后,显微组织比α+β两相区(940℃)热轧后晶粒更小且分布均匀,纵横向组织形貌基本相同。对于不同的热轧温度,采用双级退火处理都可以获得更为细小和均匀的组织,可以在一定程度上提高强度,但降低了板材的韧性。随着单级退火温度的升高,不同温度下热轧板材的抗拉强度下降,冲击功和冲击韧性逐步上升。在同样的热处理工艺下,提高热轧温度,即采用1000℃热轧且850℃单级退火工艺,可以获得较好的强度和韧性匹配。