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TC4钛棒轧制过程中黑条缺陷的成因!

2021-11-03 22:11:09 242

TC4(Ti-6Al-4V)是一种综合性能良好的马氏a/3型两相钛合金,使用温度可达450。广泛应用于航空工业的重要结构件,如机翼叶片、航空发动机轮盘等。由于TC4钛棒为两相钛合金,如果微观区域成分不均匀,必然导致宏观组织和微观结构异常,从而导致异常区域与正常区域的硬度存在显著差异,使材料整体表现出不均匀的性能,最终导致疲劳裂纹源,给零件的安全带来极大隐患,降低合金的使用寿命。针对某TC4钛合金棒材产品低倍检验中发现的黑色条纹缺陷,为准确判断缺陷类型,采用金相显微镜观察金相组织,确定金相组织异常区域。然后用扫描电镜分析了黑色条纹区富钼贫铝的化学成分偏析缺陷。通过显微硬度测试,确定黑色条纹区域的成分偏析是非脆性偏析。

实验结果表明,根据上述方法可以有效地确定TC4钛合金的成分偏析及其类型。并且确定这种类型的缺陷不会影响使用,并且可以在移除后交付。通过控制钛合金铸锭原料的选择、材料混合、电极制备和熔炼过程中的电压和电流,可以减少或消除此类缺陷。钛合金的偏析根据偏析部位与正常区硬度的不同,可分为硬偏析(硬度高于正常区,也叫脆性偏析)和软偏析(硬度低于正常区,也叫非脆性偏析)。如果产品中只有非脆性偏析,且所有性能符合产品标准要求,则在偏析消除后,产品仍可交付使用。脆性离析不允许拆除后交付,应分批丢弃。

A.对于目测发现的TC4钛棒黑色条纹缺陷,通过金相显微镜观察组织,缺陷区域与正常区域差别不大,无法判断缺陷类型;此外,通过扫描电子显微镜分析钛棒的缺陷区域的化学成分,发现缺陷区域是富含重且贫铝的化学元素偏析。最后结合显微硬度测试,确定TC4钛棒的偏析类型为富铝贫铝的非脆性偏析。通过显微组织观察、微区成分分析和显微硬度测试,可以有效地确定TC4钛合金的成分偏析及其类型。

B.TC4钛合金棒材中的偏析为富重贫铝的非脆性偏析,不影响使用,切割后可连续输送;通过控制原料选择、混合和电极制备参数以及熔炼过程中的电压和电流,可以减少或消除这种缺陷。


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