熱處理對(duì)TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力的影響研究
發(fā)布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新時(shí)間：2016-05-19
選取了經(jīng)過(guò)不同熱處理制度處理后的TA15鈦合金厚板，采用X 射線衍射法測(cè)量TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力，旨在摸索熱處理對(duì)TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力的影響，為T(mén)A15鈦合金厚板熱處理制度的選擇提供借鑒。
鈦合金由于具有比強(qiáng)度高、耐高溫、抗腐蝕性好和良好的加工性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天及其發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件中。TA15鈦合金，主要用于制造飛機(jī)承力框、壁板及承載梁等受力比較復(fù)雜，而工作溫度又較高的重要結(jié)構(gòu)件，其在航空制造業(yè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。然而，TA15鈦合金厚板在機(jī)加工過(guò)程中，由于存在殘余應(yīng)力容易產(chǎn)生變形，殘余應(yīng)力大多數(shù)表現(xiàn)出很大的危害作用，如使結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度降低，造成應(yīng)力腐蝕和脆性斷裂；由于殘余應(yīng)力的松弛，使結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生變形，影響了結(jié)構(gòu)件的尺寸精度。所以研究熱處理對(duì)TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力的影響，降低和消除構(gòu)件的殘余應(yīng)力顯得尤為重要。為此，選取了經(jīng)過(guò)不同熱處理制度處理后的TA15鈦合金厚板，采用X?射線衍射法測(cè)量TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力，旨在摸索熱處理對(duì)TA15鈦合金厚板殘余應(yīng)力的影響，為T(mén)A15鈦合金厚板熱處理制度的選擇提供借鑒。
用IFB?4018型號(hào)高壓水切割機(jī)在TA15熱態(tài)厚板上割取尺寸為55×100×150mm的試樣兩塊，分別進(jìn)行熱處理:
工藝1：800℃/1.5h?AC大氣退火+550℃/4h?FC真空蠕變退火；
工藝2：750℃/4h?FC真空蠕變退火。
對(duì)比研究?jī)煞N熱處理工藝處理后板材的殘余應(yīng)力變化。每種工藝熱處理板材均采用X射線衍射法測(cè)定其表層的殘余應(yīng)力。在表層選擇3個(gè)點(diǎn)，分別沿垂直軋制方向（T向）和軋制方向（L向）進(jìn)行測(cè)試。
在X射線應(yīng)力測(cè)定技術(shù)中，試樣表面處理是關(guān)鍵問(wèn)題之一。原則上講，表面光潔度越高，應(yīng)力測(cè)定就越準(zhǔn)確，粗糙的表面應(yīng)力有一定程度的釋放。所以對(duì)此次TA15鈦合金厚板測(cè)試試樣，用金相砂紙反復(fù)細(xì)磨表面，使試樣表面具有足夠高的光潔度，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。試驗(yàn)結(jié)果表明：
（1）TA15鈦合金厚板經(jīng)750℃/4h?FC真空蠕變熱處理后，其顯微組織比800℃/1.5h?AC大氣退火+550℃/4h?FC真空蠕變初生α相等軸化程度更高，從而使表層殘余應(yīng)力得到松弛，降低了殘余應(yīng)力。
????（2）TA15鈦合金厚板經(jīng)750℃/4h?FC真空蠕變熱處理后，消除殘余應(yīng)力效果比800℃/1.5h?AC大氣退火+550℃/4h?FC真空蠕變退火明顯，T向殘余應(yīng)力平均值和極差值分別降低16.2%和83.2%，L向殘余應(yīng)力平均值和極差值分別降低42.6%和62.0%，殘余應(yīng)力值分布均勻性更好。
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