等轴组织的TC4钛合金坯料经不同轧制变形量轧制后得到的棒材的室温力学性能曲线。
轧制变形量为70%时,棒材的强度突然降低,塑性升高,这与显微组织分析结果基本一致,这是因为由于此变形量为横列式轧制变形的临界变形量,在此变形量下组织中的等轴a相含量降低,所以导致其强度降低,塑性升高。当轧制变形量小于70%时,随着变形量的增加,TC4钛合金棒材的抗拉强度和屈服强度降低,断面收缩率和伸长率有一定升高;当轧制变形量超过70%后,TC4钛合金的强度随着轧制变形量的增加明显升高,塑性变化不大,这是因为当轧制变形量超过临界变形量70%后,组织中的等轴a相得到了进一步的破碎和细化,使组织中的等轴a相随着轧制变形量的增加更加细小,同时含量也随着变形量的增加而提高,从而造成轧后棒材的强度随着变形量的增加而明显升高。
通过以上分析可以看出,两种组织类型的TC4钛合金坯料经轧制变形后,其室温力学性能的变化与组织的演变规律基本一致,组织的演变决定了TC4钛合金棒材的室温性能。70%的轧制变形量是原始组织为等轴组织和魏氏组织的TC4钛合金棒材的性能分界点。当轧制变形量低于70%时,原始组织为等轴组织的TC4钛合金棒材的强度随着轧制变形量的增加而降低,塑性随着轧制变形量的增加而升高;当轧制变形量超过70%后,两种组织类型的TC4钛合金棒材的室温强度随着轧制变形量的增加有很大的提高,塑性随着轧制变形量的增加变化不大。
(1)对于原始组织为等轴组织的TC4钛合金棒材,当轧制变形量小于70%时,棒材组织破碎不明显,组织中的等轴a相含量随着变形量的增加而减少,同时棒材的强度随着变形量的增加而降低,塑性随着变形量的增加而增加;当轧制变形量超过70%时,棒材组织发生明显破碎和细化,变形量越大,组织破碎越明显,同时棒材的强度随着变形量的增加而明显提高,塑性随着变形量的增加变化不大。
(2)对于原始组织为魏氏组织的TC4钛合金棒材,当轧制变形量超过70%时,棒材的强度随着轧制变形量的增加而显著升高,塑性随着变形量的增加变化不大;当轧制变形量超过90%时,原始魏氏组织被完全等轴化,形成细小均匀的等轴组织,此时棒材的强度和塑性获得较好的匹配。
(3)70%的轧制变形量为TC4钛合金棒材的室温力学性能变化的分界点,TC4钛合金棒材的强度和塑性在此变形量前后呈规律性变化