【摘 要】
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针对航空紧固件用TC16钛合金丝材的温拉过程、热处理过程进行研究。原材料经真空自耗电弧炉（ZH-6000）熔炼、万吨自由锻压机（80/100MN）开坯锻造,精锻机（SXP-13）进行多火次精锻以及精轧机组轧制,制备试验坯料。对温拉过程中不同的热加工方式,以及温拉后丝材的热处理工艺与TC16丝材组织、性能的关系做了大量研究,具体包括:（1）不同加热温度和加热时间对丝材组织和性能的影响。（2）不同退火
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针对航空紧固件用TC16钛合金丝材的温拉过程、热处理过程进行研究。原材料经真空自耗电弧炉（ZH-6000）熔炼、万吨自由锻压机（80/100MN）开坯锻造,精锻机（SXP-13）进行多火次精锻以及精轧机组轧制,制备试验坯料。对温拉过程中不同的热加工方式,以及温拉后丝材的热处理工艺与TC16丝材组织、性能的关系做了大量研究,具体包括:（1）不同加热温度和加热时间对丝材组织和性能的影响。（2）不同退火制度对丝材组织和性能的影响。（3）固溶、时效对丝材组织和性能的影响。（4）加热温度和变形速率的变化对丝材组织和性能的影响。利用正置式金相显微镜（Axio SKOP2MAT）对紧固件用TC16丝材显微组织变化机理进行分析。同时利用电子万能材料试验机（WDW-E100）对不同条件下试样的力学性能进行分析,通过对不同热加工工艺和不同热处理制度下显微组织、力学性能的比较分析,得出结论:（1）在本实验条件下,通过对不同加热时间TC16金相组织进行分析,可以得出随着加热时间的增加,其组织形貌变化不大,说明在单相区加热时,材料的组织和性能对加热时间不是很敏感;随着保温时间的增加,加热温度的升高,晶粒粗化,晶界明显,棒材的拉伸强度及塑性指标明显下降,剪切性能略微降低。（2）针对加热温度、变形速率对TC16丝材变形抗力的影响进行分析,可以看出变形温度分别控制在700℃、800℃、900℃、1000℃、1100℃,变形速率(s-1)分别控制在10-2、1、10、10~2,材料抗拉强度随着变形温度的升高,逐渐下降;屈服强度随着变形温度的升高性能呈现先升高,在760℃附近出现最大值,后下降趋势。（3）在不同的退火制度下,随着退火温度的不断升高,TC16钛合金的室温抗拉强度分别在820℃附近（冷却方式A）和780℃附近（冷却方式B）出现最小值,特别是冷却方式A条件下尤为明显。通过对TC16钛合金的断面收缩率性能曲线进行分析,当退火温度升高时,端面收缩率降低比较明显。（4）当时效制度相同时,TC16丝材强度会随着固溶温度升高而升高。这是因为随着固溶温度的升高,合金元素可以与固溶体更好的相溶,导致固溶体抗拉强度的升高,也会造成时效过程中大量析出细微的弥散物。此外时效时间增加和时效温度提升,也会使TC16钛合金的抗拉强度略微降低,同时材料塑性有所升高。通过对材料热加工和热处理后组织和性能的综合分析,从而选择最优的工业生产工艺,提高产品性能。
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