● 摘要
为加速钛合金紧固件冷镦成型加工技术的国产化进程,本文以BT16钛合金冷镦加工成型技术为背景,研究了氢处理工艺对渗氢后BT16钛合金试样的氢含量及微观组织的影响规律,分析了针状氢化物生成及演化过程,探讨了氢处理工艺对渗氢后合金力学性能及压缩变形行为的影响规律。在BT16钛合金氢处理后的显微组织研究方面,本文通过系列氢处理试验,分析了氢处理工艺参数中渗氢温度和通氢压力保持时间对试样氢含量的影响,探讨了氢含量对BT16钛合金显微组织的影响规律。结果表明,氢处理工艺参数中渗氢温度和通氢压力力保持时间均对试样氢含量产生重要影响,其中渗氢温度是控制氢处理后试样氢含量变化的主要因素。渗氢导致BT16钛合金α+β/β转变温度下降,在780℃渗氢时发生相变,生成氢化物,临界转变温度低于800℃。渗氢过程中BT16钛合金显微组织中先出现TiH相,随后还出现了针状的TiH1.5、TiH2相。这为进一步研究该合金典型显微组织与动态压缩变形行为间的关系奠定了良好的组织基础。 在BT16钛合金氢处理后动态压缩变形行为研究方面,本文系统研究了氢处理工艺对渗氢后力学性能及压缩变形行为的影响规律。结果表明,选择剪切带作为冷镦性能评价指标时需和相应的组织分析相结合。采用780℃退火120min+炉冷至550℃空冷+700℃渗氢60min+空冷工艺,渗氢后组织晶粒较为细小,不含有氢化物,静态压缩性能优于供货态试样的性能。考察钛合金材料渗氢处理后的冷压缩性能时,渗氢后的组织中是否含有氢化物,氢化物的含量以及晶粒的大小等因素均应予以考虑。渗氢处理中应严格控制氢化物的生成,并严格控制晶粒尺寸。为了得到适于BT16钛合金冷压缩变形的显微组织,可从预先退火处理或者渗氢后固溶处理的角度进一步优化渗氢处理的工艺。
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