Ti6Al7Nb合金具有優(yōu)良的力學(xué)性能以及良好的生物相容性,因而近年來被作為外科植入材料廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域,并已經(jīng)成為鈦合金市場頗具競爭力的重要產(chǎn)品。然而對于小規(guī)格Ti6Al7Nb棒材的軋制生產(chǎn)技術(shù)以及熱處理制度的報道甚少。研究人員通過對Ti6Al7Nb棒坯軋制過程以及熱處理棒材組織與性能的研究,旨在為現(xiàn)場生產(chǎn)提供更多的技術(shù)參考數(shù)據(jù),從而優(yōu)化生產(chǎn)工藝。
實驗材料為醫(yī)用鈦合金Ti6Al7Nb,各元素的標(biāo)稱質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:w(Al)=5.8%,w(Nb)=6.76%,w(O)<0.13%,w(Ta)<0.10%,w(Fe)<0.036%,其余為Ti。實驗中選用了3支直徑為45mm的Ti6Al7Nb棒材作為實驗材料,分別編號為1#,2#,3#。1#、2#棒材為相變點(相變溫度為1009℃)以下鍛造的雙相組織合金,3#棒材為經(jīng)過1030℃(相變點以上20~30℃)×30min退火的魏氏組織合金。1#棒材采用相變點以下60~70℃溫度進(jìn)行軋制,2#棒材采用相變點以下20~30℃溫度進(jìn)行軋制,3#棒材(魏氏組織)在相變點以下60~70℃進(jìn)行軋制。軋制所得試樣全部為Φ12mm的黑皮棒材。對1#軋制試樣進(jìn)行700,730,760,790,820℃以及30,60,100,150min的正交熱處理實驗。
Ti6Al7Nb棒材軋制選用孔系如下:Φ45→41→38→30→扁42→23→扁35→16→扁26→16→扁23→12.5→扁20→Φ12。在其中選取第三道次Φ30、第五道次Φ23、第七道次Φ16、第十一道次Φ12.5以及成形道次Φ12的試樣進(jìn)行橫向和縱向的金相顯微組織分析。研究結(jié)果:
(1)雙相鈦合金在軋制過程中晶粒沿變形方向被拉長并有合并長大的趨勢。
(2)魏氏組織的Ti6Al7Nb棒坯在合理的軋制工藝下變形最終可以獲得完全的等軸組織。
(3)在970℃軋制所獲得的組織中α相比例較940℃軋制組織的少,且相邊界更圓滑。
(4)Ti6Al7Nb小規(guī)格棒材的較佳熱處理制度為(730~750)℃×(60~120)min+AC。(曉紅)