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TC4鈦棒軋制過(guò)程中黑條缺陷的成因!

2021-11-15 15:26:43

TC4(Ti-6Al-4V)是一種綜合性能良好的馬氏a/3型兩相鈦合金,使用溫度可達450。廣泛應用于航空工業(yè)的重要結構件,如機翼葉片、航空發(fā)動(dòng)機輪盤(pán)等。由于TC4鈦棒為兩相鈦合金,如果微觀(guān)區域成分不均勻,必然導致宏觀(guān)組織和微觀(guān)結構異常,從而導致異常區域與正常區域的硬度存在顯著(zhù)差異,使材料整體表現出不均勻的性能,最終導致疲勞裂紋源,給零件的安全帶來(lái)極大隱患,降低合金的使用壽命。針對某TC4鈦合金棒材產(chǎn)品低倍檢驗中發(fā)現的黑色條紋缺陷,為準確判斷缺陷類(lèi)型,采用金相顯微鏡觀(guān)察金相組織,確定金相組織異常區域。然后用掃描電鏡分析了黑色條紋區富鉬貧鋁的化學(xué)成分偏析缺陷。通過(guò)顯微硬度測試,確定黑色條紋區域的成分偏析是非脆性偏析。

實(shí)驗結果表明,根據上述方法可以有效地確定TC4鈦合金的成分偏析及其類(lèi)型。并且確定這種類(lèi)型的缺陷不會(huì )影響使用,并且可以在移除后交付。通過(guò)控制鈦合金鑄錠原料的選擇、材料混合、電極制備和熔煉過(guò)程中的電壓和電流,可以減少或消除此類(lèi)缺陷。鈦合金的偏析根據偏析部位與正常區硬度的不同,可分為硬偏析(硬度高于正常區,也叫脆性偏析)和軟偏析(硬度低于正常區,也叫非脆性偏析)。如果產(chǎn)品中只有非脆性偏析,且所有性能符合產(chǎn)品標準要求,則在偏析消除后,產(chǎn)品仍可交付使用。脆性離析不允許拆除后交付,應分批丟棄。

A.對于目測發(fā)現的TC4鈦棒黑色條紋缺陷,通過(guò)金相顯微鏡觀(guān)察組織,缺陷區域與正常區域差別不大,無(wú)法判斷缺陷類(lèi)型;此外,通過(guò)掃描電子顯微鏡分析棒的缺陷區域的化學(xué)成分,發(fā)現缺陷區域是富含重且貧鋁的化學(xué)元素偏析。最后結合顯微硬度測試,確定TC4鈦棒的偏析類(lèi)型為富鋁貧鋁的非脆性偏析。通過(guò)顯微組織觀(guān)察、微區成分分析和顯微硬度測試,可以有效地確定TC4鈦合金的成分偏析及其類(lèi)型。

B.TC4鈦合金棒材中的偏析為富重貧鋁的非脆性偏析,不影響使用,切割后可連續輸送;通過(guò)控制原料選擇、混合和電極制備參數以及熔煉過(guò)程中的電壓和電流,可以減少或消除這種缺陷。


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