钛及钛合金锻造工艺对半成品变形程度的影响

变形程度对钛合金锻件组织和力学性能的影响随变形温度的不同而不同。
有关资料中介绍，TC6合金铸锭在高于β转变温度（1050℃)锻造时，随着变形程度的增大，低倍组织的变化规律是：变形程度为15%时，铸态组织未破碎；变形程度为30%时，铸态组织轻微破碎，略呈纤维状；变形程度为60%时，呈明显的纤维状，但还留有较清晰的铸态组织；只有当变形程度增大至80%时，才呈细小纤维状组织，但还留有铸态组织的痕迹。
TC6合金锻坯或轧坯再进行锻造时，随变形程度的增大，低倍组织改善的程度也增大。变形程度由15%增大至25%时，低倍组织便由纤维状过渡到均匀细晶组织；变形程度不小于50%时，可得到更为细小、均匀的低倍组织。
变形程度和变形温度对TC6合金低倍晶粒度的影响如图4-41所示。原始显微组织为片状的TC6合金，其低倍晶粒度级别在700~1200℃的温度范围内随变形程度的增大而减小；变形程度一定时，则随变形温度的升高而增大。当合金的原始显微组织呈等轴状时，在β转变温度以下进行塑性变形，变形程度和变形温度对低倍晶粒度级别无影响，仅当变形温度高于β转变温度时，低倍晶粒度级别才随变形程度的增大而减小，随变形温度的增高而加大（见图4-41－41(a))）。在这种情况下，为了降低低倍晶粒度级别，必须加大变形量。

对TC6、TC8和TC9等合金的再结晶研究表明，当变形程度大于85%时，晶粒可能粗化，即在再结晶图上出现峰值。而且当各个晶粒晶轴方向趋于一致时，还可能形成织构，再结晶图上出现第二个峰值，这是由变形温度高、位向一致的晶体相互吞并长大的聚合再结晶过程造成的。
多种钛合金变形程度对高低倍组织的影响研究大致可归纳为：钛合金组织的明显细化要在变形程度大于30%~40%时才开始。要使得粗晶片状组织充分细化并将其转变为球状组织，变形温度必须位于两相区内，而且变形程度应不小于60%~70%.变形程度太小会形成介于片状和等轴状组织之间的各种形态的中间过渡组织。在高于β转变温度下进行变形时，变形程度也要足够大，这样才能有效地细化β晶粒。并且，变形温度越高，为得到细晶组织所需的变形程度也越大。但是，如果合金在β区变形之前先在（α+β)区进行塑性变形，那么在β区变形时，只要在不太大的变形程度（30%~40%)下便可以使组织得到很大程度的细化。
其原因在于，经过（α+β)区锻造的合金储备了充分的变形能和更多的位错，再在β区变形时，发生一次再结晶，使得在β区变形对合金的晶粒细化更为有效。
但是，在β转变温度以上锻成的模锻件中，往往达不到上述晶粒细化的效果。原因在于模锻件尺寸大，金属在β-区的温度下停留的时间过长。特别是在模锻件的难变形区内，一般都出现粗晶组织，因为这些部位变形程度小，没有产生一次再结晶，而原晶粒却发生剧烈长大。
变形程度的改变不仅影响到晶粒度，而且也对晶内针状（片状）组织有影响，变形程度增大会使晶内组织得到细化。与变形温度的影响一样，变形程度影响最明显的是在（α+β)区的温度下，因为这时有α相存在，而α相经受了塑性变形。随着变形温度的提高，变形程度的影响减小。
在（α+β）区的温度下，变形程度的变化对力学性能尤其是塑性的影响要比在β区的更为显著（见图4-42).在β区塑性变形时，变形温度的提高会使变形程度对力学性能的影响减小。
生产上选择工艺过程各阶段的变形程度时，与选择变形温度一样，首先考虑锻件和模锻件的质量要求；其次，要考虑到变形程度、毛坯的组织、锻件和模锻件的尺寸及形状等。

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