TC4(Ti-6Al-4V)是一種綜合性能良好的馬(mǎ)氏體型a+/3兩相鈦合金,其使用溫(wēn)度可達450,廣泛應用於(yú)航空工業的重要結構件,如機翼葉片和(hé)航空發動機盤等。由於TC4鈦棒是兩相鈦合金,如果微區成分不均勻,必然會引(yǐn)起宏觀組(zǔ)織及顯(xiǎn)微組織的異常,從(cóng)而導致異常(cháng)區域與正常區域硬度(dù)的顯著差異,使材料在整體(tǐ)上表現(xiàn)為性能(néng)不均勻,最終萌生疲勞裂紋(wén)源,給零件使用的安全(quán)性帶來極大隱患,同時降低該合金的使用壽命。 針對某TC4鈦合金棒(bàng)料(liào)加工產品在進行低倍檢査時發(fā)現的黑條紋缺陷問題,為了準確判斷缺陷(xiàn)類型(xíng),采用金相顯微鏡對顯微組織進行觀察(chá),確定其金相組織異常區域;再用掃(sǎo)描電鏡分析黑條紋區為富鉬貧鋁的化學成分偏析缺陷;通過顯微硬度測試確定該(gāi)黑(hēi)條紋區的成分偏析(xī)為非脆性偏析。試驗結(jié)果表明,按照上述方法可以有效判定TC4鈦合金成分偏析及(jí)其類型(xíng);且確(què)定該類型缺陷不影響使用,切除後可交(jiāo)貨。可通過控製鈦合(hé)金鑄錠(dìng)原料選擇、混料及(jí)電極製備過程(chéng)、熔煉過程中電壓(yā)和電流來減(jiǎn)少或消除此類缺陷。 鈦合金的偏析,按偏析部位與(yǔ)正常區硬度的高、低差別分類,可將(jiāng)其分(fèn)為硬偏析(xī)(硬度高於正常區,又稱脆性偏析)與軟偏析(硬度低於正常(cháng)區,又稱非脆性偏析)兩類。如果產品中僅存在非脆性偏析,且各項(xiàng)性能符合產品標準的要求,一般(bān)切除該偏析後產品仍可交付使用;脆性偏析則不允許剔除後交貨,應整批報廢。筆者探討了TC4鈦合金棒材偏析中遇到的非(fēi)脆性(xìng)偏析的分析與判定方法,旨在(zài)為產品(pǐn)檢驗(yàn)提供借鑒,以提高產品質量。
a.對目視發現的(de)TC4鈦棒黑條紋缺陷,采用金相顯微鏡對其顯微組(zǔ)織進行(háng)觀察,缺陷區與正常區(qū)差別不大,不能判斷缺陷類型;進一步用(yòng)掃描電鏡對該鈦棒缺陷區進行化學(xué)成分分析,該缺陷區為(wéi)富钜貧鋁的化(huà)學元素偏析;最終結合顯微(wēi)硬度測試確定該TC4鈦棒(bàng)的偏析類型為富钜貧鋁的非脆性偏析;通過(guò)顯微組織觀察、微(wēi)區成分分析及和顯微硬度測試相結合的方法,可以有效判定TC4鈦合金成分偏析及其類型。
b.該TC4鈦合金棒材中的偏析為富钜貧鋁的非脆性偏析,不影響使用,切除後可繼續交貨;可通過控製原料選擇、混料及電極(jí)製備參數、熔煉過程中電壓和電流來(lái)減少或(huò)消除此類缺陷。
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