ZTC4钛合金组织与缺陷控制研究

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雅宝题库解析：
随着我国大型飞机项目的启动，其对钛合金大型薄壁复杂精密铸件的研制及应用提出了更高的要求和挑战。这类铸件外廓尺寸大、壁薄、结构复杂，存在工艺技术不成熟、性能不稳定、性能数据不完善等题目，成为制约我国大型飞机发展的瓶颈之一。本文以ZTC4钛合金大型薄壁铸件的研制为背景，针对钛合金大型薄壁铸件壁厚变化范围大、显微组织不均匀、缺陷控制等题目，结合组织定量技术研究了钛合金铸板铸态、热等静压态以及补焊状态试样的组织性能演变规律。首先，本文探讨了ZTC4钛合金组织特征参数的图像处理方法，针对ZTC4钛合金的组织特点，提出了β晶粒尺寸、α片层厚度的组织定量化流程；并通过组织定量方法研究了铸型材料和铸板厚度对ZTC4钛合金组织的影响规律。研究表明，随着铸造板厚的增加，原始β晶粒尺寸、α片层厚度呈近线性上升的趋势。其次，本文针对厚度6mm的ZTC4钛合金铸板，研究了热等静压工艺参量对ZTC4钛合金的组织和性能规律，给出了优化后的ZTC4钛合金铸板热等静压工艺。结果表明，ZTC4钛合金的组织随热等静压温度、压力、时间的调整呈现规律性变化，β晶粒尺寸和α片层厚度随热等静压温度的升高和时间的延长而增加，压力会降低β晶粒尺寸和α片层厚度的生长速度。热等静压工艺参量对ZTC4钛合金室温拉伸强度、弯曲强度、冲击性能影响较小，但对于改善铸板的延伸率效果显著，经过热等静压后延伸率可提高60%以上。最后，本文还结合缺陷分析，探讨了补焊对ZTC4钛合金铸板焊缝组织和力学性能的影响。结果表明，ZTC4钛合金经补焊后，焊缝区晶粒粗化，晶粒内部为针状α’马氏体，热影响区为片状α＋β＋α’ 马氏体＋晶界α相。补焊对ZTC4钛合金铸板的拉伸强度、弯曲强度影响不大，但显著降低了ZTC4钛合金的延伸率和冲击韧性，两者分别下降了35%和39%。