Сопротивление деформации титанового сплава велико, а химические свойства активны, поэтому процесс ковки имеет особые проблемы и трудности. Прежде всего, свойства микроструктуры поковок из титановых сплавов очень чувствительны к термическим параметрам ковки. Диапазон температур ковки титанового сплава относительно узок, а сопротивление деформации титанового сплава значительно увеличивается с увеличением скорости деформации в процессе ковки, демонстрируя сильную чувствительность к скорости деформации. Во-вторых, теплопроводность титанового сплава плохая, и в процессе ковки легко вызвать локальный перегрев, приводящий к большой внутренней и внешней разнице температур, что усугубляет неравномерность распределения степени деформации внутри и снаружи заготовки, в результате чего растрескивание в процессе ковки и серьезный слом продукта. Поэтому изучение влияния различных процессов ковки на микроструктуру и механические свойства титанового сплава имеет большое практическое значение, чтобы найти разумный процесс ковки для формирования поковок из титанового сплава.
Благодаря своим превосходным свойствам титановый сплав TC4 широко используется в аэрокосмической, автомобильной и медицинской областях и является наиболее широко используемым двухфазным титановым сплавом. Отечественными и зарубежными учеными проведено множество исследований различных свойств и технологии обработки титанового сплава ТС4. Однако систематических исследований влияния различных процессов ковки на микроструктуру и механические свойства титанового сплава ТС4 мало. Влияние ковки, ближней ковки и (+) двухфазной зонной ковки на микроструктуру и механические свойства прутков из титанового сплава TC4 было изучено с целью выбора более оптимизированного процесса ковки и предоставления эталона для производства поковок из титанового сплава TC4, соответствующих требованиям требования.
Размер исходного материала титанового сплава TC4 составляет Φ100×450 мм, а точка фазового перехода (+)/ составляет 990 градусов, измеренная металлографическим методом.
С целью изучения влияния процесса ковки на микроструктуру и механические свойства титанового сплава ТС4 ковочная заготовка была разделена на 3 участка, которые испытывались обычной ковкой (степень Т-60), околоковкой (Т -20 степень) и поковка (Т +40 степень) соответственно. Деформация составила 50%. Кузнечное оборудование представляет собой свободный ковочный молот грузоподъемностью 3 тонны. После ковки поковки, полученные тремя процессами, подвергались двойной термообработке 900 градусов × 1 час/переменного тока+600 градусов × 4 часа/переменного тока. После термообработки из поковок титанового сплава ТС4 были отобраны металлографические образцы, образцы на растяжение и ударные образцы и исследована их микроструктура под металлографическим микроскопом. Количественная статистика параметров микроструктуры, таких как содержание равноосной фазы и толщина вторичной ламеллярной фазы, была завершена с использованием программного обеспечения для анализа изображений.
Результаты испытаний показывают, что:
(1) После ковки титанового сплава TC4 методами + ковки, вблизи ковки и ковки были получены равноосная структура, смешанная структура и структура пластинок соответственно.
(2) Прочность стержней из титанового сплава TC4 после + ковки, около ковки и ковки одинакова, а пластичность после + ковки и около ковки выше, чем после ковки, но ударная вязкость стержней из титанового сплава TC4 после ковки равна лучший. Прутки из титанового сплава TC4 демонстрируют наилучшие механические свойства после почти ковки.
(3) Разрушение при растяжении прутков из титанового сплава TC4 при трех процессах ковки показало пластичный механизм разрушения. + при ковке и околоковке наблюдались глубокие и равномерно распределенные равноосные ямки, а у ковочных сплавов - относительно плоские и удлиненные лунки.
