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5.64 分析TC4鈦合金材料軋制中產生黑條紋缺陷的原因

文字來源:深圳市圣瑞金屬科技有限公司人氣:1190發布時間:2019-05-23

TC4(Ti-6Al-4V)是一種綜合性能良好的馬氏體型a+/3兩相鈦合金,其使用溫度可達450,廣泛應用于航空工業的重要結構件,如機翼葉片和航空發動機盤等。由于TC4鈦棒是兩相鈦合金,如果微區成分不均勻,必然會引起宏觀組織及顯微組織的異常,從而導致異常區域與正常區域硬度的顯著差異,使材料在整體上表現為性能不均勻,最終萌生疲勞裂紋源,給零件使用的安全性帶來極大隱患,同時降低該合金的使用壽命。 針對某TC4鈦合金棒料加工產品在進行低倍檢査時發現的黑條紋缺陷問題,為了準確判斷缺陷類型,采用金相顯微鏡對顯微組織進行觀察,確定其金相組織異常區域;再用掃描電鏡分析黑條紋區為富鉬貧鋁的化學成分偏析缺陷;通過顯微硬度測試確定該黑條紋區的成分偏析為非脆性偏析。試驗結果表明,按照上述方法可以有效判定TC4鈦合金成分偏析及其類型;且確定該類型缺陷不影響使用,切除后可交貨??赏ㄟ^控制鈦合金鑄錠原料選擇、混料及電極制備過程、熔煉過程中電壓和電流來減少或消除此類缺陷。 鈦合金的偏析,按偏析部位與正常區硬度的高、低差別分類,可將其分為硬偏析(硬度高于正常區,又稱脆性偏析)與軟偏析(硬度低于正常區,又稱非脆性偏析)兩類。如果產品中僅存在非脆性偏析,且各項性能符合產品標準的要求,一般切除該偏析后產品仍可交付使用;脆性偏析則不允許剔除后交貨,應整批報廢??戚x鈦業探討了TC4鈦合金棒材偏析中遇到的非脆性偏析的分析與判定方法,旨在為產品檢驗提供借鑒,以提高產品質量。

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.對目視發現的TC4鈦棒黑條紋缺陷,采用金相顯微鏡對其顯微組織進行觀察,缺陷區與正常區差別不大,不能判斷缺陷類型;進一步用掃描電鏡對該鈦棒缺陷區進行化學成分分析,該缺陷區為富鉅貧鋁的化學元素偏析;最終結合顯微硬度測試確定該TC4鈦棒的偏析類型為富鉅貧鋁的非脆性偏析;通過顯微組織觀察、微區成分分析及和顯微硬度測試相結合的方法,可以有效判定TC4鈦合金成分偏析及其類型。

該TC4鈦合金棒材中的偏析為富鉅貧鋁的非脆性偏析,不影響使用,切除后可繼續交貨;可通過控制原料選擇、混料及電極制備參數、熔煉過程中電壓和電流來減少或消除此類缺陷。

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