80%轧制 + 680~750 ℃退火温度:热轧TA5钛合金板材最优组织和性能

80% Rolling + 680-750 °C Anneal: Hot-rolling the Optimal Structure and Property in TA5 Titanium Sheet

  • 摘要: TA5钛合金是制造船舶的关键材料之一,其性能优劣直接影响舰船装备的可靠性与寿命。退火温度和热轧变形量这2个关键工艺参数对TA5板材的微观组织和力学性能有重要影响,本研究采用不同热轧变形量(50%和80%)轧制出TA5板材,并对它们进行了一系列不同温度(600~800°C)的退火处理。测试了它们的强度、塑性,并观察了内部的晶粒结构。结果发现“火候”要恰到好处:当退火温度在680~750°C这个“黄金区间”时,材料内部原本被轧制拉长的晶粒会“重组”成细小且均匀的“沙粒状”等轴晶粒(这是理想的组织状态)。此时,TA5板材不仅强度达标,而且韧性(延伸率)最好,综合性能表现最优,完全满足国家标准GB/T 3621-2022的要求。“锤炼”得更充分,效果更佳:采用更大的热轧变形量(80%)轧制的板材,其内部的晶粒破碎得更充分。经过上述合适的退火后,更容易获得均匀细小的等轴晶粒组织,从而显著提升板材的塑性和韧性。温度过高反变“脆”: 如果把退火温度升得过高(比如 800°C),部分晶粒会像“疯长”一样变得特别粗大,导致材料内部组织不均匀。这种“异常长大”的晶粒会使材料变“脆”(塑性下降),性能反而变差。

     

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