一、加熱溫度:
鈦具有緊密堆積的六方晶格,在室溫下只有基面{0,0,0,1}滑移。因此,鈦三通在室溫下難以塑性成形;當加熱溫度高于200℃時,一類為角錐體{1,0,-1,1}將發(fā)生滑移,塑性大大提高;當溫度高于225℃時,另一類為角錐體{1,0,-1,2}也可能發(fā)生滑移,塑性進一步提高。因此,鈦合金應在200℃以上成形。鈦合金的狀態(tài)圖是確定鈦合金擠壓溫度的主要依據(jù)。從鈦合金的狀態(tài)圖可以得到鈦合金的熔化溫度和合金中二相的析出溫度。因此,可以得出擠壓溫度范圍在這兩個溫度范圍內(nèi),但這只是一個粗略的溫度范圍。為了準確確定該鈦合金的擠壓溫度范圍,需要對該鈦合金的塑性圖、變形抗力圖和再結晶圖進行分析研究。從鈦合金的塑性可以看出,鈦合金在一定溫度范圍內(nèi)塑性較高。因此,可以在該溫度范圍內(nèi)選擇坯料的加熱溫度范圍。鈦三通的狀態(tài)圖是確定鈦合金擠壓溫度的主要依據(jù)。AZ31的熔化溫度為603℃。二相在230℃時析出。因此,AZ31的擠壓溫度必須在230~603℃之間。
從AZ31鈦合金的塑性來看,在350~400℃的溫度范圍內(nèi)塑性較高。根據(jù)本試驗的具體性,結合第四章的計算機模擬結果,坯料加熱溫度為350℃。
二、加熱設備及方法:
鈦三通坯料通常在電爐中加熱,較好使用強制空氣循環(huán)裝置,以保持爐內(nèi)溫度均勻,爐內(nèi)溫差不得高過±10℃,采用熱電偶測量爐膛溫度;熱電偶應安裝在距坯料100~150mm處,安裝在爐內(nèi)的爐溫自動調節(jié)儀表應保障測溫精度在+8℃以內(nèi),清除受損材料上的油污、鈦屑、毛刺和其他污垢。
加熱鈦合金時,必須嚴格保障爐內(nèi)無鋼,鈦合金不與加熱元件接觸,使其相隔一定距離。還有一個經(jīng)常加熱鈦合金的電爐,其電隊絲旁較好裝有保護板,以免過熱和引起燃燒。坯料應均勻地放置在爐底上,保持一些間隔。裝爐之前,應當把爐子預熱到相關規(guī)定的溫度,因為鈦合金的導熱率高,這樣可縮短加熱時間,避免晶粒長大。
如果爐子恰好在更高的溫度下加熱過坯料,則應先冷卻爐子,使其低于規(guī)定的溫度50~100℃,然后再升高到該種鈦三通相關規(guī)定的溫度,持續(xù)20~30min后,裝入坯料。加熱時間應從坯料入爐后爐子溫度升高到規(guī)定溫度時算起。