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壁厚和铸造缺陷对ZTA15钛合金组织及性能的影响

韩云飞 袁兵兵 孙冰 刘义辉 乔海滨 李渤渤

韩云飞, 袁兵兵, 孙冰, 刘义辉, 乔海滨, 李渤渤. 壁厚和铸造缺陷对ZTA15钛合金组织及性能的影响[J]. 钢铁钒钛, 2022, 43(6): 84-88. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.013
引用本文: 韩云飞, 袁兵兵, 孙冰, 刘义辉, 乔海滨, 李渤渤. 壁厚和铸造缺陷对ZTA15钛合金组织及性能的影响[J]. 钢铁钒钛, 2022, 43(6): 84-88. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.013
Han Yunfei, Yuan Bingbing, Sun Bing, Liu Yihui, Qiao Haibin, Li Bobo. Effect of wall thickness and casting defects on microstructure and properties of ZTA15 titanium alloy[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2022, 43(6): 84-88. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.013
Citation: Han Yunfei, Yuan Bingbing, Sun Bing, Liu Yihui, Qiao Haibin, Li Bobo. Effect of wall thickness and casting defects on microstructure and properties of ZTA15 titanium alloy[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2022, 43(6): 84-88. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.013

壁厚和铸造缺陷对ZTA15钛合金组织及性能的影响

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2022.06.013
基金项目: 国家重点研发计划项目(2020YFB2008300,2020YFB2008301)。
详细信息
    作者简介:

    韩云飞,1988年出生,男,河南南阳人,硕士,工程师,研究方向:铸造钛合金,E-mail:337668161@qq.com

  • 中图分类号: TF823

Effect of wall thickness and casting defects on microstructure and properties of ZTA15 titanium alloy

  • 摘要: 利用熔模精密铸造技术,制备了圆柱形和哑铃形的ZTA15钛合金试棒(铸态),然后进行热等静压处理(HIP态),采用室温拉伸、显微组织观察、晶粒度评定、X射线探伤、扫描电镜(SEM)及能谱分析等方法,研究了壁厚和铸造缺陷对ZTA15钛合金组织及性能的影响。结果表明:铸态ZTA15钛合金存在残余应力和缩松类铸造缺陷,影响其力学性能,对工程化应用不利;壁厚影响ZTA15钛合金力学性能,壁薄位置晶粒度级别较高,铸态残余应力较大,力学性能反而较低,经热等静压后残余应力得到消除,力学性能稍有提高,为较佳使用状态;缩松类缺陷经热等静压后压实闭合,扩散结合成致密、均匀组织,提高了力学性能,且数据分布集中;夹杂类缺陷对ZTA15钛合金的力学性能不利,尤其是塑性。
  • 图  1  圆柱形和哑铃形试棒

    Figure  1.  Cylindrical and dumbbell shaped test bars

    图  2  标准拉伸试样

    Figure  2.  Standard tensile samples

    图  3  圆柱形试棒铸态显微组织

    Figure  3.  As-cast microstructure of cylindrical test bar

    图  4  哑铃形试棒铸态显微组织

    Figure  4.  As-cast microstructure of dumbbell shaped test bar

    图  5  铸态圆柱形试棒晶粒度

    Figure  5.  Grain size of as-cast cylindrical test bar

    图  6  铸态哑铃形试棒晶粒度

    Figure  6.  Grain size of as-cast dumbbell shaped test bar

    图  7  铸态试棒X射线探伤底片

    Figure  7.  X-ray flaw detection negative film of as-cast bar

    图  8  圆柱形试棒HIP态显微组织

    Figure  8.  HIP microstructure of cylindrical test bar

    图  9  哑铃形试棒HIP态金相显微组织

    Figure  9.  Microstructure of HIP dumbbell shaped test bar

    图  10  HIP态圆柱形试棒晶粒度

    Figure  10.  Grain size of HIP cylindrical test bar

    图  11  HIP态哑铃形试棒晶粒度

    Figure  11.  Grain size of HIP dumbbell shaped test bar

    图  12  HIP态试棒X射线探伤底片

    Figure  12.  X-ray flaw detection negative film of HIP test bar

    图  13  哑铃形试棒拉伸断口扫描电镜形貌

    Figure  13.  SEM photos showing fracture appearance of dumbbell tensile sample

    图  14  哑铃形试棒拉伸断口能谱分析结果

    Figure  14.  Energy spectrum analysis results of dumbbell tensile sample fracture

    表  1  ZTA15钛合金化学成分

    Table  1.   The chemical compositions of ZTA15 titanium alloy %

    主要成分杂质含量
    TiAlVZrMoFeSiCNHO
    标准要求5.5~6.80.8~2.51.5~2.50.5~2.00.250.150.130.050.010.16
    实测值6.492.021.601.820.0480.0180.0120.00660.00240.093
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    表  2  铸态试样室温拉伸力学性能

    Table  2.   Tensile mechanical properties of as-cast samples at room temperature

    试棒
    形状
    Rm/MPaRp0.2/MPaA/%Z/%
    标准要求≥885≥785≥5≥12
    圆柱形917~992788~8134~9.511~19
    哑铃形934~987774~7983.5~11.59~15
    下载: 导出CSV

    表  3  HIP态试样室温拉伸力学性能

    Table  3.   Tensile mechanical properties of HIP state samples at room temperature

    试棒
    形状
    抗拉强度Rm/
    MPa
    规定非比例延伸强度Rp0.2/
    MPa
    断后伸长率A/
    %
    断面收缩率Z/
    %
    标准要求≥885≥785≥5≥12
    圆柱形932~942813~8259.5~12.517~21
    哑铃形936~947816~8414~129~22
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  • [1] 谢成木. 钛及钛合金铸造[M]. 北京: 机械工业出版社, 2005: 32.

    Xie Chengmu. Titanium and titanium alloy casting[M]. Beijing: China Machine Press, 2005: 32.
    [2] Yang Weiguang, Zhao Jiaqi, Nan Hai, et al. Effect of hot isostatic pressing process parameters on microstructure of ZTC4 titanium alloy[J]. Materials Engineering, 2011,(9):25−28. (杨伟光, 赵嘉琪, 南海, 等. 热等静压工艺参量对ZTC4钛合金组织的影响规律[J]. 材料工程, 2011,(9):25−28. doi: 10.3969/j.issn.1001-4381.2011.09.005
    [3] Yang Weiguang, Zhao Jiaqi, Nan Hai, et al. Effect of hot isostatic pressing process parameters on mechanical properties of ZTC4 titanium alloy[J]. Materials Engineering, 2011,(10):42−46. (杨伟光, 赵嘉琪, 南海, 等. 热等静压工艺参数对ZTC4钛合金力学性能的影响[J]. 材料工程, 2011,(10):42−46. doi: 10.3969/j.issn.1001-4381.2011.10.010
    [4] 鲍利索娃 E A. 钛合金金相学[M]. 陈石卿, 译. 北京: 国防工业出版社, 1986: 4-6.

    Paulisova E A. Metallography of titanium alloys[M]. Translated by Chen Shiqing. Beijing: National Defense Industry Press, 1986: 4-6.
    [5] 周彦邦. 钛合金铸造概论[M]. 北京: 航空工业出版社, 2000: 3.

    Zhou Yanbang. Introduction to titanium alloy casting[M]. Beijing: Aviation Industry Press, 2000: 3.
    [6] 中国航空材料手册编写委员会. 中国航空材料手册: 第4卷 钛合金、铜合金[M]. 北京: 中国标准出版杜, 2000: 74-75.

    China Aeronautical Materials Manual Compilation Committee. China aeronautical materials manual: volume 4 titanium alloy and copper alloy[M]. Beijing: Standards Press of China, 2000: 74-75.
    [7] 黄旭. 先进航空钛合金材料与应用[M ]. 北京: 国防工业出版社, 2012.

    Huang Xu. Advanced aeronautical titanium alloy materials and applications[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2012.
    [8] Lou Guantao. Effect of post-treatment on microstructure and properties of ZTC4 cast titanium alloy[J]. Material Development and Application, 2010,25(3):8−10. (娄贯涛. 后处理对ZTC4铸造钛合金材料组织及性能的影响[J]. 材料开发及应用, 2010,25(3):8−10.
    [9] Lou Guantao. Effect of post-treatment on microstructure and properties of ZTA5 cast titanium alloy[J]. Material Development and Application, 2011,26(3):1−3. (娄贯涛. 后处理对ZTA5铸造钛合金材料组织及性能的影响[J]. 材料开发及应用, 2011,26(3):1−3.
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  • 收稿日期:  2022-07-11
  • 刊出日期:  2023-01-13

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