钛合金的密度一般在4.5g/cm3左右,仅为钢的60%,纯钛的强度才接近普通钢的强度,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,见表,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零、部件。目前飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
东莞日展有限公司采用4种工艺方案制备了不同组织类型的BT22钛合金棒材,BT22钛合金板材,BT22钛合金带材,BT22钛合金丝材,通过测试其显微组织、室温及高温力学性能,研究其间相关关系。结果表明,按魏氏、网篮、双态、等轴这一组织形态顺序,对应的室温及高温拉伸强度值递减,塑性(δ、ψ)随之递增,尤其面缩值增加较为明显,断裂韧性值递减,冲击韧性变化不明显。BT22钛合金棒等轴组织对应的室温拉伸强度较低,虽达到标准要求,但已接近指标下限,富余度不大,且断裂韧性值偏低;魏氏组织的断裂韧性及强度明显高于其它组织形态,达不到标准要求;网篮及双态组织对应的性能均达到标准要求,具有较好的强度与塑性的匹配,综合力学性能较好,
BT22钛合金是前苏联航空材料研究院(BИAM)
在20世纪70年代研制成功的一种高合金化、高强度近β型钛合金。其名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe,它的各化学成分的范围为:4.5%~5.9%Al,4.0%~5.0%Mo,4.0%~5.5%V,0.5%~2.0%Cr,0.5%~1.5%Fe。该合金在退火状态下具有很高的强度水
BT22(TC18)钛合金是原苏联航空材料研究院于1974年研制成功的一种近β钛合金,其名义成分为Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe,名义成分下钼当量达8.0。
综述了国内外BT22合金及其改型合金的应用现状,归纳介绍了BT22合金的锻造加工及热处理工艺。结果表明,BT22合金在两相区低于β_转15~50℃的温度范围内多火次锻造,每火次变形量不低60%。东莞日展公司通过严格控制变形速率和终锻温度可制备出组织均匀、晶粒细小的锻件,经两阶段整体热处理后可获得强度、塑性和韧性的 佳匹配。针对我国的研究现状指出了BT22合金大型锻件制备方面亟待解决的问题和未来研究发展的方向。
该合金是一种高强度合金,具有很高的淬透性,在适当的加工和热处理条件下具有满意的强塑性匹配,因此该合金可用来制造大型锻件和模锻件
介绍了一种高强高韧的钛合金新材料(BT22)的发展及应用现状,并列出了该合金的合金成分、力学性能、物理性能、合金相变以及热处理工艺
采用ANSYS有限元分析软件对BT22钛合金固溶热处理后降温阶段温度场进行模拟,并绘制热处理工件在降温过程中的温度分布等值图,从温度-时间曲线和工件内部不同部位温度曲线两个角度分
Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe(BT22)是前(略)年研制成功的近β型钛合金.该合金具有深度淬透性和明显的时效强化效应,因此可制成大型锻件、模锻件和高强承力件.在进行新的工艺探索时,大锻件由于尺寸大,对不同尺寸的大规格锻件进行等尺寸实物试验是不经济的,而实验常规试样试验结果会与实际(略)很大,并且具有一定的局限性.通过实测和ANSYS有限元模拟两种手段研究了Φ170mm×250mm大尺寸锻棒(略)时效升温过程中内部温度场的变化情况,OM、SEM、TEM及X射线衍射用于对固溶后降温和时效升温过程合金显微组织、断口表面及相进行分析.维氏硬度和室温拉伸用于机械性能的分析. 研究结果表明,Φ170mm×250mm锻棒热处理降(略)外温差可达50℃左右,采用ANSYS有限元分析软件能准确的反映工件热处理中的热过程.通过模拟得到降温过程的温度(略)对误差在2%~5%左右.由于相变的原因875℃固溶空冷曲线有一段近似平台,这一平台把875℃固溶后空冷降温过程分三阶段. Φ170mm×50mm锻棒875℃固溶降温过程中发现从心部到边部析出。高强度钛合金材料具有强度高、比强度大、耐蚀性好等优点,被广泛地应用于航空航天等领域。目前我国高强度钛合金材料的种类较少,对铸造高强度钛合金的组织与性能研究也不系统。研究了高强度BT22钛合金的组织和性能,并着重研究了固溶温度、冷却速度、时效温度、保温时间对铸造BT22钛合金显微组织和力学性能的影响,确定了BT22高强度铸造钛合金的热处理工艺参数,为BT22铸造高强度钛合金的实际工程应用提供了理论基础。 研究表明,BT22钛合金的α←→β相的转变温度约为885℃,不同热处理工艺对合金的组织和性能影响较大。在低于885℃固溶处理之后,合金在原β晶粒中析出针状α相:在885℃以上固溶保温然后水冷,得到单β相组织,合金具有较好的塑性;在810℃和760℃两级固溶后空冷,合金的组织均匀且具有较好的综合力学性能。 BT22钛合金时效时,合金的固溶组织中的α相长大然后溶解到β基体中,此时初生α相开始析出;同时SEM分析表明,在初生Q相和B基体之间有细小针状α相(次生α相)析出,时效处理后合金的组织仍为α+β相;随着时效温度的升高和保温时间的延长,合金的强度和塑性先增加后降低。 固溶和时效工艺可以改善合金中β相的组织形态及分布,这是改善合金强度和塑性的重要手段。铸造BT22钛合金经810℃固溶1h,然后炉冷至760℃保温1h后空冷,并在620℃时效处理8h,合金具有优异的综合力学性能:抗拉强度:R<,m>≥1150 MPa,屈服强度:R<,p0.2>≥1100MPa,伸长率:A≥5%,断面收缩率:Z≥15%。
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