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TC4鈦棒軋制過程中黑條缺陷的成因!

發布時間:2022-02-22 01:28:22 丨 瀏覽次數:

       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的重要結構件,如機翼葉片、航空發動機輪盤等。由于TC4鈦棒為兩相鈦合金,如果微觀區域成分不均勻,必然導致宏觀組織和微觀結構異常,從而導致異常區域與正常區域的硬度存在顯著差異,使材料整體表現出不均勻的性能,最終導致疲勞裂紋源,給零件的安全帶來極大隱患,降低合金的使用壽命。針對某TC4鈦合金棒材產品低倍檢驗中發現的黑色條紋缺陷,為準確判斷缺陷類型,采用金相顯微鏡觀察金相組織,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成分偏析缺陷。通過顯微硬度測試,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型。并且確定這種類型的缺陷不會影響使用,并且可以在移除后交付。通過控制鈦合金鑄錠原料的選擇、材料混合、電極制備和熔煉過程中的電壓和電流,可以減少或消除此類缺陷。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)。如果產品中只有非脆性偏析,且所有性能符合產品標準要求,則在偏析消除后,產品仍可交付使用。脆性離析不允許拆除后交付,應分批丟棄。

       A.對于目測發現的TC4鈦棒黑色條紋缺陷,通過金相顯微鏡觀察組織,缺陷區域與正常區域差別不大,無法判斷缺陷類型;此外,通過掃描電子顯微鏡分析鈦棒的缺陷區域的化學成分,發現缺陷區域是富含重且貧鋁的化學元素偏析。最后結合顯微硬度測試,確定TC4鈦棒的偏析類型為富鋁貧鋁的非脆性偏析。通過顯微組織觀察、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;通過控制原料選擇、混合和電極制備參數以及熔煉過程中的電壓和電流,可以減少或消除這種缺陷。


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