轧制工艺对源于EB熔铸TC4板材组织和性能的影响

摘要

用两种工艺对电子束冷床炉熔铸的TC4钛合金扁锭直接轧制，分3个轧程制备8 mm厚度板材，用光学显微镜、扫描电镜和Image-ProPlus图像分析软件研究板材的组织演变，通过测试力学性能和观察断口研究轧制工艺对板材力学性能的影响。结果表明：第1轧程加热温度为965℃（工艺A），半成品板材表面出现严重的宏观裂纹，而第1轧程加热温度为1 065℃（工艺B），半成品板材表面质量显著改善，得到片层α平均厚度为0.5μm的魏氏组织；两种工艺第2轧程变形后初生α细化程度相当，表明片层α厚度减薄有利于组织的破碎；第3轧程后，工艺A获得板材TD方向的抗拉强度为939 MPa、屈服强度为850 MPa、伸长率为12.5%，工艺B获得板材TD方向的抗拉强度为926 MPa、屈服强度为884 MPa、伸长率为16.5%，均满足室温力学性能要求，但工艺B制备的板材屈服强度较高且断后伸长率未表现出各向异性。因此，推荐采用工艺B，即第1轧程加热温度为1 065℃、第2轧程为945℃、第3轧程为920℃和单次变形量约为60%的工艺实施铸坯直接轧制TC4钛合金板材。