Page 23 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

王 萱, 等: TC4钛合金棒材室温拉伸强度偏低的原因

25℃ , 试样尺寸见图 1 。参照 ASTM E8 / E8M- 置两 个 平 行 试 样, 分 别 记 为 R12-TC4-1 和 R12-

2016a StandardTestMethods f orTensionTestin g TC4-2 , 其轴向应力 - 应变曲线如图 2 所示。 R m 为

o fMetallicMaterials 的拉伸试验方法, 屈服前拉 抗拉强度、 R p 0.2 为屈服强度、 A 为断后伸长率、 Z 为

伸速度为0.005mm / min , 屈服后为8mm / min , 设 断面收缩率。

图1 R12-TC4钛合金的拉伸试样尺寸

Fi g 1 Tensilesam p lesizeofR12-TC4titaniumallo y
系 [ 9-10 ] , 且特别适用于晶粒粗大的金属材料 [ 11-12 ] 。
因此采用 HB3000C型布氏硬度计对合金进行硬度

测量, 试验方法按照 GB / T231.1-2018 《 金属材料

布氏硬度试验 第一部分: 试验方法》。 R12-TC4 钛

合金布 氏 硬 度 通 常 在 330 HB 左 右。对 直 径 为

10mm 的 R12-TC4钛合金球施加29.4kN 的试验

力, 使压头压入试样表面, 保持 30s后, 去除试验
力, 测量试样表面的压痕直径。
2.2 化学成分分析

根据 ASTME2371-2013 StandardTestMethod

图2 不同 R12-TC4钛合金试样的轴向应力 - 应变曲线 ForAnal y siso fTitanium AndTitanium Allo y sB y

Fi g 2 Axialstress-straincurveofdifferentR12-TC4titaniumallo y sam p les Direct Current Plasma And Inductivel y Cou p led
R12-TC4钛合金的拉伸性能如表1所示, 可以看 Plasma Atomic Emission S p ectrometr y
出 R12-TC4-1与 R12-TC4-2试样的抗拉强度和屈服 ( Per f ormance-Based Test Methodolo gy ), ASTM

强度均低于标准值, 而其断后延伸率和断面收缩率均 E1409 - 2013 Standard Test Method f or

高于SAEAMS4928R-2007TitaniumAllo yBars , Determinationo fOx yg enandNitro g eninTitanium

Wire , For g in g s , andRin g s , andDrawnSha p es6Al andTitanium Allo y sb yInertGasFusion , ASTM
4VAnnealed 标准值, 即 R12-TC4-1与 R12-TC4-2试 E1447 - 2009 Standard Test Method f or

样的拉伸性能均不符合标准要求。 Determination o f H y dro g en in Titanium and
表1 R12-TC4钛合金的拉伸性能 Titanium Allo y s b y Inert Gas Fusion Thermal

Tab 1 Tensile p ro p ertiesofR12-TC4titaniumallo y
/
Conductivit yIn f rared Detection Method , ASTM
项目 R m MPa R p 0.2 MPa A / % Z / %
/
/
R12-TC4-1试样实测值 908 787 17.0 45 E1941 - 2010 Standard Test Method f or

R12-TC4-2试样实测值 918 788 17.0 42 Determinationo fCarboninRe f ractor yandReactive

标准值 931~1160 ≥862 ≥10 ≥25 MetalsandTheirAllo y sb yCombustionAnal y sis , 测
定 R12-TC4钛合金的化学成分。
2 试验方法
采用 OPTIMA-4300V 型电感耦合等离子体发
2.1 布氏硬度检测 射光谱仪( 美国 PE 公司) 和 LECO 公司的气体元素

由于材料硬度与 抗 拉 强 度 之 间 存 在 对 应 关 分析仪对试样的化学成分进行测量。将0.1g 试样
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