研究表明，BT22鈦合金的α←→β相的轉(zhuǎn)變溫度約為885℃，不同熱處理工藝對(duì)合金的組織和性能影響較大。在低于885℃固溶處理之后，合金在原β晶粒中析出針狀α相；在885℃以上固溶保溫然后水冷，得到單β相組織，合金具有較好的塑性；在810℃和760℃兩級(jí)固溶后空冷，合金的組織均勻且具有較好的綜合力學(xué)性能。
BT22鈦合金時(shí)效時(shí)，合金的固溶組織中的α相長大然后溶解到β基體中，此時(shí)初生α相開始析出；同時(shí)SEM分析表明，在初生α相和β基體之間有細(xì)小針狀α相(次生α相)析出，時(shí)效處理后合金的組織仍為α+β相；隨著時(shí)效溫度的升高和保溫時(shí)間的延長，合金的強(qiáng)度和塑性先增加后降低。
固溶和時(shí)效工藝可以改善合金中α相的組織形態(tài)及分布，這是改善合金強(qiáng)度和塑性的重要手段。鑄造BT22鈦合金經(jīng)810℃固溶1h，然后爐冷至760℃保溫1h后空冷，并在620℃時(shí)效處理8h，合金具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度：R_m≥1150 MPa，屈服強(qiáng)度：R_(p0.2)≥1100MPa，伸長率：A≥5％，斷面收縮率：Z≥15％。
現(xiàn)代旋壓技術(shù)是廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍工等金屬精密加工技術(shù)領(lǐng)域的一種先進(jìn)塑性成形工藝。強(qiáng)力旋壓作為旋壓技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,它在制造精度高、長徑比大的薄壁筒形零件加工中,顯出了獨(dú)特的優(yōu)越性,己成為成形小批量、多品種回轉(zhuǎn)型薄壁殼體零件的重要加工方法。由于筒形件強(qiáng)旋影響因素眾多,目前中高強(qiáng)度鈦合金大型薄壁筒形件強(qiáng)旋技術(shù)還存在很多不足。為了系統(tǒng)地研究強(qiáng)力旋壓的成形規(guī)律,本文采用有限元數(shù)值模擬和試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究薄壁鈦合金筒形件強(qiáng)力旋壓。 通過對(duì)強(qiáng)力旋壓過程的分析,有效地處理了旋輪加載和邊界約束等條件,對(duì)坯料和芯模、旋輪進(jìn)行了模型的離散化,建立了符合實(shí)際的三維有限元模型。 本文使用ABAQUS/Explicit對(duì)BT20鈦合金強(qiáng)力旋壓過程進(jìn)行了模擬,得到了強(qiáng)力旋壓過程中的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)分布。
結(jié)果表明,旋壓不同階段、不同部位坯料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)和變形方式不同。旋輪作用區(qū)是典型的三向壓應(yīng)力狀態(tài);除旋輪作用區(qū)外,其余區(qū)域沿環(huán)向均受拉應(yīng)力;在軸向上已變形區(qū)和未變形區(qū)都受到壓應(yīng)力作用。分析了強(qiáng)旋變形時(shí)金屬變形流動(dòng)規(guī)律,揭示了強(qiáng)旋的變形特點(diǎn),為后面組織性能分析打下基礎(chǔ)。 通過對(duì)鈦合金不同坯料狀.. 高強(qiáng)度鈦合金材料具有強(qiáng)度高、比強(qiáng)度大、耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。目前我國高強(qiáng)度鈦合金材料的種類較少，對(duì)鑄造高強(qiáng)度鈦合金的組織與性能研究也不系統(tǒng)。為此本文研究了高強(qiáng)度BT22鈦合金的組織和性能，并著重研究了固溶溫度、冷卻速度、時(shí)效溫度、保溫時(shí)間對(duì)鑄造BT22鈦合金顯微組織和力學(xué)性能的影響，確定了BT22高強(qiáng)度鑄造鈦合金的熱處理工藝參數(shù)，為BT22鑄造高強(qiáng)度鈦合金的實(shí)際工程應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
采用4種工藝方案制備了不同組織類型的BT22鈦合金棒材,通過測(cè)試其顯微組織、室高溫力學(xué)性能,研究其間相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明,按魏氏、網(wǎng)籃、雙態(tài)、等軸這一組織形態(tài)順序,對(duì)應(yīng)的室溫及高溫拉伸強(qiáng)度值遞減,塑性(δ、ψ)隨之遞增,尤其面縮值增加較為明顯,斷裂韌性值遞減,沖擊韌性變化不明顯。等軸組織對(duì)應(yīng)的室溫拉伸強(qiáng)度較低,雖達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,但已接近指標(biāo)下限,富余度不大,且斷裂韌性值偏低;魏氏組織的斷裂韌性及強(qiáng)度明顯高于其它組織形態(tài),但塑性明顯降低,達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求;網(wǎng)籃及雙態(tài)組織對(duì)應(yīng)的性能均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,具有較好的強(qiáng)度與塑性的匹配,綜合力學(xué)性能較好。
