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無錫無縫鋼管廠TA18鈦合金管冷軋開裂原因分析
雙擊自動滾屏 發布者:管通鋼管 發布時間:2019/5/31 閱讀:110次 【字體:

       無錫無縫鋼管廠TA18鈦合金管冷軋開裂原因分析

無錫無縫鋼管廠TA18(Ti-3Al-2.5V)鈦合金是從TC4(Ti-6Al-4V)鈦合金演變而來的低鋁當量近α型的α+β型鈦合金。它不僅具有良好的室溫、高溫力學性能和耐腐蝕性能,而且具有優異的冷、熱加工工藝塑性、成形性、焊接性能和抗腐蝕性能等,TA18鈦合金管材廣泛應用于飛機發動機液壓和燃油管路系統,自行車三角架和手把、高爾夫球桿、釣魚竿,石油鉆井用套管及熱交換器管等。

無錫無縫鋼管廠某批TA18鈦合金管材在從斷面Φ70mm×8mm冷軋至Φ55mm×6mm的過程中出現大量的開裂,宏觀觀察裂紋沿著管體縱向局部分布,管體表面沒有明顯劃傷的痕跡,裂紋穿透了管壁,形成穿透型裂紋,導致該批管材60%報廢。為了查明該TA18合金管材冷軋開裂原因,在典型的開裂部位和正常部位上取樣,分析化學成分、顯微組織、斷口形貌和組織的顯微硬度,并對開裂原因進行分析研究。
無錫無縫鋼管廠在斷口開裂部位和正常部位分別取樣3個,采用ICP全譜直讀光譜儀和TC-600氧氮分析儀測定其化學成分。在開裂部位以及正常部位分別取縱向和橫向金相試樣,侵蝕劑(體積比)為:氫氟酸∶硝酸∶水=1∶4∶45,采用LeicaMM-6型光學顯微鏡觀察其微觀組織。在開裂部位取樣,在JEOLJSM-5610LV掃描電子顯微鏡觀察開裂斷面的表面形貌。在開裂部位和正常部位分別取金相試樣3個,利用HMV-2T島津顯微硬度計在金相試樣上測試均勻5點處硬度,測試條件為9.8N/30s。
TA18鈦合金管材冷軋開裂部位和正常部位的成分分析中發現了Fe元素含量的超標和O元素含量接近標準上限。顯微組織檢驗發現正常部位的組織為等軸組織,開裂部位的橫向組織中β相彌散分布在α相中,縱向組織中發現晶粒粗大,有向魏氏組織轉變的傾向。顯微鏡觀察開裂斷面為沿晶脆性斷裂。硬度檢驗結果顯示開裂部位的維氏硬度平均值比正常部位的高出15%。
試驗結果表明,TA18鈦合金在熔煉過程中添加鐵釘,它在混布料過程中未能均勻分布,造成電極中的Fe含量不均勻,最終導致熔煉鑄錠中Fe的局部偏析。由于Fe偏析,將導致該區域內的顯微硬度值比基體偏高15%左右,形成硬化塊,它是導致其后續的冷軋管材開裂的主要原因。
    無錫無縫鋼管廠為了驗證分析問題的準確性,隨后在TA18合金配料中將鐵釘改為TiFe和VAlFe,在后續的軋制過程中未發現開裂狀況,說明問題分析和改進措施是有效的。

  主導產品:結構管、流體管、高壓鍋爐管、化肥專用管、合金管、異型管、精密冷拔管、大口徑厚壁管、機械加工用管。常備資源材質為: 10#、20#、35#、45#、16Mn、27SiMn、CrMo910、15CrMo、35CrMo、12Cr1Movg.

  無錫市洋利特鋼管有限公司是一家集生產經營為一體的大型公司,主營鍋爐用無縫鋼管、合金鋼管、流體用無縫鋼管、液壓無縫鋼管、電力用無縫鋼管、石油輸送用無縫鋼管、化肥設備用無縫鋼管、煤礦用無縫鋼管、不銹鋼無縫鋼管、化工用無縫鋼管、紡織機械用無縫鋼管、汽車;水利用無縫鋼管,精密無縫鋼管、光亮無縫鋼管、軍工醫療用無縫鋼管、管道用無縫鋼管、支柱用無縫鋼管等。


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