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(dāng)加熱溫度高于200℃時(shí),一類(lèi)為角錐體{1,0,-1,1}將發(fā)生滑移,塑性大大提高;當(dāng)溫度高于225℃時(shí),另一類(lèi)為角錐體{1,0,-1,2}也可能發(fā)生滑移,塑性進(jìn)一步提高。因此,鈦合金應(yīng)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(gè)溫度范圍內(nèi),但這只是一個(gè)粗略的溫度范圍。為了準(zhǔn)確確定該鈦合金的擠壓溫度范圍,需要對(duì)該鈦合金的塑性圖、變形抗力圖和再結(jié)晶圖進(jìn)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(shí)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(lái)看,在350~400℃的溫度范圍內(nèi)塑性較高。根據(jù)本試驗(yàn)的具體性,結(jié)合第四章的計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,坯料加熱溫度為350℃。
二、加熱設(shè)備及方法:
鈦三通坯料通常在電爐中加熱,較好使用強(qiáng)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(guò)±10℃,采用熱電偶測(cè)量爐膛溫度;熱電偶應(yīng)安裝在距坯料100~150mm處,安裝在爐內(nèi)的爐溫自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表應(yīng)保障測(cè)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(shí),必須嚴(yán)格保障爐內(nèi)無(wú)鋼,鈦合金不與加熱元件接觸,使其相隔一定距離。還有一個(gè)經(jīng)常加熱鈦合金的電爐,其電隊(duì)絲旁較好裝有保護(hù)板,以免過(guò)熱和引起燃燒。坯料應(yīng)均勻地放置在爐底上,保持一些間隔。裝爐之前,應(yīng)當(dāng)把爐子預(yù)熱到相關(guān)規(guī)定的溫度,因?yàn)殁伜辖鸬膶?dǎo)熱率高,這樣可縮短加熱時(shí)間,避免晶粒長(zhǎng)大。
如果爐子恰好在更高的溫度下加熱過(guò)坯料,則應(yīng)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(guān)規(guī)定的溫度,持續(xù)20~30min后,裝入坯料。加熱時(shí)間應(yīng)從坯料入爐后爐子溫度升高到規(guī)定溫度時(shí)算起。