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锻造设备对TA15钛合金显微组织及性能的影响研究

王哲 何健 张帅 刘程程 郭明辉

王哲, 何健, 张帅, 刘程程, 郭明辉. 锻造设备对TA15钛合金显微组织及性能的影响研究[J]. 钢铁钒钛, 2022, 43(1): 80-84. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.012
引用本文: 王哲, 何健, 张帅, 刘程程, 郭明辉. 锻造设备对TA15钛合金显微组织及性能的影响研究[J]. 钢铁钒钛, 2022, 43(1): 80-84. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.012
Wang Zhe, He Jian, Zhang Shuai, Liu Chengcheng, Guo Minghui. Influence of forging equipment on microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2022, 43(1): 80-84. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.012
Citation: Wang Zhe, He Jian, Zhang Shuai, Liu Chengcheng, Guo Minghui. Influence of forging equipment on microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2022, 43(1): 80-84. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.012

锻造设备对TA15钛合金显微组织及性能的影响研究

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.01.012
详细信息
    作者简介:

    王哲(1987—),男,陕西咸阳人,博士,高级工程师,主要从事大型飞机发动机锻件研制及新型高强高韧钛合金材料研究,E-mail:tianchenzhe@163.com

  • 中图分类号: TF823, TG115

Influence of forging equipment on microstructure and mechanical properties of TA15 titanium alloy

  • 摘要: 采用Deform软件对TA15钛合金在液压和锤压锻造条件下的变形进行模拟并采用两种锻造设备进行生产对比,结果表明:采用Deform软件液压模块对TA15钛合金进行锻造,等效应变沿厚度方向呈对称分布,中心位置等效应变最大,而采用锤击模块进行模拟,近下模位置等效应变较小,近上模具位置等效应变较大。TA15钛合金锻件中心位置片层α相厚度均粗于表层片层α相,采用400 kJ对击锤生产的TA15钛合金锻件,相较于100 MN油压机生产锻件,片层α相厚度较小。TA15钛合金锻件表层位置抗拉强度均高于其中心位置,采用400 kJ对击锤生产的TA15钛合金锻件抗拉强度较高。
  • 图  1  TA15钛合金棒材显微组织

    Figure  1.  Microstructure of TA15 titanium alloy bar

    图  2  TA15钛合金不同锻造设备条件Deform模拟等效应变分布

    (a) 400 kJ对击锤; (b) 100 MN油压机

    Figure  2.  The deform simulate equivalent strain of TA15 titanium alloy at various deformation equipments

    图  3  不同锻造设备条件下锻件3D显微组织

    (a) 400 kJ对击锤; (b) 100 MN油压机

    Figure  3.  The 3 direction microstructure of TA15 titanium alloy at various deformation equipments

    图  4  不同锻造设备TA15钛合金锻件沿厚度方向显微组织

    (a) 400 kJ对击锤锻造后锻件表面; (b) 400 kJ对击锤锻造后锻件心部; (c) 100 MN油压机锻造后锻件表层; (d) 100 MN油压机锻造后锻件心部

    Figure  4.  The microstructure of TA15 titanium alloy along thickness at various deformation equipments

    表  1  TA15钛合金化学成分

    Table  1.   Chemical compositions of TA15 titanium alloy %

    TiAlVMoZrCFeSiONH
    Bal.6.832.261.812.220.0060.0470.0240.110.0060.0025
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    表  2  TA15钛合金锻件变形参数

    Table  2.   The experiments conditions of TA15 titanium alloy forging deformation

    试验条件润滑方式模具温度/℃加热温度/℃变形量/%
    锤击模块 0.3 300 975 35
    液压模块 0.3 300 975 35
    400 kJ对击锤 石墨粉 300 975 35
    100 MN油压机 石墨粉 300 975 35
    注:Deform软件进行锤击模拟时,采用总打击能量的70%;400 kJ对击锤的变形采用0.7 GPa风压;Deform软件进行液压模拟和100 MN油压机锻造均采用1 mm/s变形速率。
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    表  3  不同锻造设备条件下不同取样位置TA15钛合金锻件力学性能

    Table  3.   The mechanical properties of TA15 titanium alloy at various deformation equipments and sampling location

    锻造设备Rm/MPaRp0.2/MPaA/%Z/%取样位置
    400 kJ对击锤99192015.047位置1
    98089516.546位置2
    100 MN油压机96587718.049位置1
    9458361749位置2
    注:位置1指厚度方向距离下模20 mm处;位置2指厚度方向中心位置。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-19
  • 网络出版日期:  2022-04-24
  • 刊出日期:  2022-02-28

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