博一建材讯:TA12钛合金属于近α型热强高温钛合金,通过添加多种合金元素,使该合金在热稳定性与高温持久性等方面都表现优异,可用于航空发动机压气机盘、鼓筒和叶片等零件的制造。目前,国内对TA12钛合金的研究主要在焊接性能、超塑性、连续冷却组织转变等方面,关于工业化TA12高温钛合金板材成形性能的报道较为少见。研究人员对TA12钛合金进行了室温和高温条件下的板材成形性能试验,为其在航空发动机等领域的应用及零件成形工艺的制定提供参考。
试验原料为TA12钛合金,其名义成分(质量分数)如下:Al5.2~5.5%,Sn3.0~3.5%,Zr2.8~3.0%,Mo1.0~1.5%,Ta0.4%,Nb0.4%,Si0.30%。合金铸锭由二次真空自耗熔炼,在辊径为l200mm的四辊可逆式轧机上轧制,得到厚度为1.5mm的成品板材。板材成形性能研究方法采用杯突试验和扩孔试验。
板材胀形成形性能常用杯突试验评价,杯突值IE的大小可以直接评价板材的胀形成形能力。该值越大,表明材料的胀形性能及拉深成形性能越好。TA12钛合金在高温条件下TA12钛合金板材的杯突值IE较室温条件下显著提高,增加近47%。与其他材料比较,TA12合金的室温和高温杯突值偏低,如TC4合金5~7mm和TB8合金7~10mm(厚度0.8㎜)的杯突值。需要注意的是,杯突值与板材厚度关系密切,以上分析结果需结合板厚因素共同考虑。一般同一种金属材料,在相同的试验条件下,杯突值随着材料厚度的增加而增大。
比较TA12钛合金室温和高温条件下的冲头作用力可知,当试验板材处于同样变形程度时,高温条件下的成形相对容易,能够获得更好的胀形能力。
圆孔翻边成形性能常用扩孔试验评价,扩孔率的大小可以直接评价板材的翻边性能,该值越大,表明材料的翻边性能越好。
根据TA12钛合金室温和880℃条件下扩孔率λ的测量结果可以看出,高温条件下TA12钛合金板材的扩孔率λ较室温条件下显著提高,增加了333%。与其他材料相比,TA12合金的室温和高温扩孔率λ偏低,如TB8合金33.5%(厚度0.8㎜)和TB5合金58.7%(厚度0.8㎜)的扩孔率。由于扩孔率λ与板材厚度有关,分析结果也需参考板厚因素评价。
经试验和分析表明:
1)TA12钛合金板材的室温胀形能力较差,杯突值IE在3.0mm左右;高温条件下能够提高到4.4㎜。
2)TA12钛合金板材室温翻边能力较差,扩孔率在3%左右;高温条件下可以提高到13%。
3)对于TA12钛合金板材零件的加工工艺,建议应用于具有胀形、拉深和翻边特征零件的高温成形。
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