Φ101.6 mm×9.7 mmTC4S钛合金管皮尔格温轧孔型曲线设计与优化

皮尔格温轧是无缝钛管生产的主要加工工序之一,而轧辊孔型设计是影响温轧生产效率和成品质量的关键因素。针对规格为Φ101.6 mm×9.7 mm的TC4S钛合金无缝管,分别采用SMS MEER法和Shevakin法设计了考虑温轧条件的轧辊环形孔型曲线。在此基础上建立轧辊、坯料和芯棒的3D模型,结合实际工艺参数和试验获取的材料参数,建立该规格无缝管的皮尔格温轧有限元模型。基于Abaqus/Explict软件平台,对两种方法设计的轧管模型开展仿真模拟,对比分析温轧过程中轧制力、不均匀变形程度和尺寸精度等变化规律。结果表明:Shevakin法的峰值轧制力和平均轧制力为6.01 MN和3.62 MN,相比于MEER设计法对应值分别低23.0%和14.2%,而外径相对偏差和壁厚相对偏差则较小,变形稳定性和尺寸精度相应较高,表明Shevakin法更适合所述规格管材的皮尔格轧辊孔型设计。

一种石油钻杆用TC4S钛合金热变形组织演变规律研究

针对TC4S钛合金锻造坯料,采用Gleeble-3800热模拟实验机在变形温度为890~1030℃和应变速率为0.01~10 s-1热变形条件下进行等温静压恒应变速率压缩试验,压下量为60%,以研究该合金的热变形组织演变规律。结果表明,该合金热变形组织受变形温度和应变速率影响显著,α→β转变明显。随着变形温度的增加,初始α晶粒逐渐减少,930℃时开始出现针状α组织;990℃时较低的应变速率下出现粗大β晶粒。当变形温度为890~950℃时,α相部分转变为β相,变形过程主要发生动态再结晶和α组织球化;当变形温度为970~1030℃时,α相全部转变为β相,β组织同时发生动态回复和动态再结晶。

成分微调对中强钛合金组织与力学性能的影响

通过成分微调在Ti-6Al-4V合金基础上发展了一种基于Ti-Al-V-Si四元系TC4S两相钛合金。研究表明,添加少量合金元素Si,并对Al,V元素含量进行微调,使新合金的主要力学性能得到提高,强度、塑性和断裂韧性得到良好匹配,从而满足了设计要求。TC4S合金可以在不明显降低塑性和韧性的前提下,比Ti-6Al-4VELI合金的强度提高80MPa^100MPa。