Page 24 - 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

溶解于由5mLH 2O+2mL氢氟酸+1mL硝酸配 率为3500W , 分析功率为3200W , 分析时间为60s 。
制而成的溶液中, 正常溶解时不用加热, 完全溶解后 2.3 合金型号对比分析
将溶液转移至100mL 塑料容量瓶中定容、 摇匀, 再 参照ISO-6892-1-2016 《 金属材料 - 拉伸试验

进行测量。碳的测量: 将0.3g 屑状试样与1g 铜屑 第1 部分: 室温测试方法 》, 屈服前拉伸速度为

( 助熔剂) 置于瓷坩埚中, 分析时间为35s 。氧、 氮的 0.005mm / min , 屈服后为8mm / min 。为排除拉伸

测量: 将0.1 g 块状试样与镍篮( 助熔剂) 置于石墨坩 试验参数的影响, 选用 R7型 TC4钛合金( 记为 R7-
埚中, 脱气功率为5500W , 分析功率为5000W , 氧 TC4 ) 作为对比试样, 分析合金型号 TC4 钛合金拉

的分析时间为 40s , 氮的分析时间为 60s 。氢的测 伸性能的影响。 R7-TC4钛合金的拉伸试样尺寸如

量: 将0.15 g 试样加入1g 锡片( 助熔剂) 中, 脱气功 图3所示。

图3 R7-TC4钛合金的拉伸试样尺寸

Fi g 3 Tensilesam p lesizeofR7-TC4titaniumallo y
2.4 显微组织观察 H 2O 配置而成。
显微组织分析是金属材料试验研究的重要内容
之一, 能够采用定量金相学原理, 测量和计算合金组 3 结果与讨论
织的三维空间形貌, 建立合金成分、 组织和性能间的 3.1 布氏硬度试验
定量关系。具有精度高、 速度快等优点, 可大大提高 测得 R12-TC4-1 试 样 的 布 氏 硬 度 平 均 值 为

工作效率 [ 13-14 ] 。 287.2 HB , TC4-2 试 样 的 布 氏 硬 度 平 均 值 为

通过不同处理工艺, TC4 钛合金可以获得马氏 288.8HB , 其测量结果均低于正常值( 330HB ); 抗
体组织、 粗大网篮组织、 针状组织、 魏氏组织、 蠕虫状 拉强度R m 与布氏硬度 H B 之间存在强相关性 [ 16 ] ,

/
组织和等轴α组织 + 块状双态组织。其中, 等轴 α 即R m H B ≈ 3.19 。因此, R12-TC4-1和 R12-TC4-2

组织+块状双态组织的塑性好于其它组织 [ 15 ] 。采 试样 的 抗 拉 强 度 分 别 应 为 916.17 MPa 和

用 ZeissAxiovert200MAT 型金相显微镜对拉伸性 921.27MPa 。对比表1中的抗拉强度, 通过布氏硬

能偏低的试样和拉伸性能正常的试样进行观察, 根 度推测出的抗拉强度与实测抗拉强度相差不大, 因

据SAEAMS2643E : 2012StructuralExamination 此排除人为因素影响。

o f Titanium Allo y s Chemical Etch Ins p ection 3.2 化学成分分析
Procedure , 将试样进行逐级打磨、 抛光、 浸蚀后, 用 参照 GB / T3620.1-2007 《 钛及钛合金牌号和

酒精清洗并吹干后待用, 浸蚀溶液由 5% ( 体积分 化学成分》, 由表2可见, R12-TC4钛合金的化学成
数) HF+12% ( 体积分数) HNO 3+80% ( 体积分数) 分均符合标准的技术要求。
表2 R12-TC4钛合金的化学成分

Tab 2 Chemicalcom p ositionsofR12-TC4titaniumallo y
质量分数 / %
项目
Al V Fe Mn Zr Mo Cu Ni Sn Cr Y Co C O N H
< < < < < < < < <
实测值 5.9 4.0 0.16 0.004 0.02 0.15 0.001
0.003 0.003 0.004 0.003 0.05 0.005 0.001 0.006 0.01
5.5~ 3.5~
标准值 ≤0.3 - - - - - - - - - ≤0.08 ≤0.2 ≤0.05 ≤0.015
6.75 4.5
8