孫小勇

摘? 要：文章通過(guò)對(duì)Nb752合金板材的成品退火溫度和退火時(shí)間的調(diào)整，將不同退火溫度和退火時(shí)間的Nb752合金板材金相組織和力學(xué)性能進(jìn)行比較，確定了適當(dāng)?shù)耐耆俳Y(jié)晶的退火參數(shù)范圍，給出了適合產(chǎn)品要求的退火制度。

關(guān)鍵詞：Nb752合金;板材成品退火;板材退火組織

中圖分類號(hào)：TG132.3? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）30-0079-02

Abstract： In this paper， through the adjustment of annealing temperature and annealing time of Nb752 alloy sheet， the micro-structures and mechanical properties of Nb752 alloy sheet with different annealing temperatures and annealing times are compared， and the appropriate annealing parameter range of complete re-crystallization is determined. The annealing system suitable for the requirements of the product is given.

Keywords： Nb752 alloy; finished sheet annealing; sheet annealing micro-structure

鈮合金同鎢合金和鉬合金相比，具有塑性好，加工和焊接性能優(yōu)良，因而能制成薄板和外形復(fù)雜的零件。其熔點(diǎn)高、比重低、高溫強(qiáng)度大，可作為1100℃以上的高溫結(jié)構(gòu)材料[1]，可用作航天和航空工業(yè)的熱防護(hù)和結(jié)構(gòu)材料。

Nb752合金是通過(guò)固溶強(qiáng)化的具有較高強(qiáng)度的鈮基合金。美國(guó)聯(lián)合碳化物公司Stellite研究分部于1957年開始研究Nb-W-Zr系合金，于1962年挑選了具有良好加工性能和綜合機(jī)械性能相結(jié)合的合金成分：Nb-10%W-2.5%Zr（簡(jiǎn)稱Nb752），于1963年底完成了寬30吋板材的小規(guī)模試生產(chǎn)。

本文結(jié)合Nb752合金板材的生產(chǎn)，研究了成品退火制度對(duì)板材組織與性能的影響

1 坯料制備及實(shí)驗(yàn)方法

采用“填充擠壓法”，將Ф150mm的Nb752合金錠制成Ф214mm的擠壓錠，在3150t擠壓機(jī)上擠壓出Ф70mm左右的Nb752合金棒材。再在1250t水壓機(jī)上鍛造為30-35×90-120×Lmm的板坯。經(jīng)過(guò)1300℃×1h真空退火后，在850℃-900℃時(shí)溫軋至3.5-5.5mm。再進(jìn)行1300℃×1h真空退火，在1200mm四輥冷軋機(jī)上冷軋制成0.8×630×L的板材。其加功率為78%-85%。以此0.8mm板材作為本次實(shí)驗(yàn)的坯料。

對(duì)板材分別進(jìn)行1000℃×1h AC、1100℃×1h AC、1200℃×1h AC、1250℃×1h AC、1300℃×1h AC、1400℃×1h AC、1500℃×1h AC、 1000℃×10h AC、1200℃×10h AC、1400℃×10h AC退火處理，取試樣進(jìn)行力學(xué)性能及金相組織分析。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果

退火溫度對(duì)Nb752合金室溫拉伸性能的影響，見圖1。

不同退火溫度時(shí)，Nb752合金的金相組織，見圖2。

2.2結(jié)果分析

從圖1可以看出：在退火溫度低于1250℃時(shí)，隨著退火溫度的提高，Nb752合金試樣的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度呈明顯降低的趨勢(shì)，延伸率呈明顯的升高趨勢(shì)。在退火溫度高于1250℃時(shí)，各性能的變化趨勢(shì)趨于緩和。 退火溫度從1000℃升高到1250℃時(shí)，抗拉強(qiáng)度由745MPa降低到565MPa，屈服強(qiáng)度由625 MPa降低到440 MPa，延伸率由13.0%升高到25.5%。而退火溫度從1250℃升高到1500℃時(shí)，抗拉強(qiáng)度一直在560 MPa左右，屈服強(qiáng)度保持在440 MPa左右，延伸率在25.5%-29.0%。說(shuō)明在溫度高于1250℃退火時(shí)，Nb752合金內(nèi)部的點(diǎn)、線、面缺陷得到充分消除，內(nèi)應(yīng)力基本消除。

從圖2可以看出，Nb752合金在1200℃以上退火時(shí)，再結(jié)晶組織已經(jīng)明顯增加，形變帶逐漸減少，晶粒也相應(yīng)的長(zhǎng)大。在1400℃×1h退火后，Nb752合金再結(jié)晶晶粒已明顯聚合和長(zhǎng)大。因此從顯微組織來(lái)看，Nb752合金板材再結(jié)晶退火的最佳溫度區(qū)間是1200℃-1350℃。根據(jù)退火爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、裝料方式、爐料內(nèi)外層保溫時(shí)間的差異以及實(shí)際生產(chǎn)情況，生產(chǎn)中采用1300℃×1h退火。

Nb752合金在1000℃×1h退火后，組織沒有明顯的變化，但經(jīng)過(guò)10h長(zhǎng)時(shí)間處理后，沿形變帶邊界出現(xiàn)了少量細(xì)小的再結(jié)晶晶粒。說(shuō)明在同一溫度下延長(zhǎng)保溫時(shí)間，再結(jié)晶程度將顯著提高。如1200℃×1h退火組織和1200℃×10h退火組織也有此類現(xiàn)象。在退火溫度為1000℃-1200℃時(shí)，1000℃×10h退火后試樣的力學(xué)性能大致與1100℃×1h退火后試樣的力學(xué)性能相當(dāng)，1200℃×10h退火后試樣的力學(xué)性能大致與1300℃×1h退火后試樣的力學(xué)性能相當(dāng)。但是在1400℃時(shí)，兩種退火時(shí)間下，試樣的強(qiáng)度變化不大，退火10h的試樣在延伸率上升高較明顯。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）Nb752合金板材的退火溫度可選擇在1200℃-1350℃，本實(shí)驗(yàn)中將其定為1300℃×1h，可以生產(chǎn)出性能穩(wěn)定合格的板材。

（2）在完成再結(jié)晶退火且晶粒尚未明顯長(zhǎng)大時(shí)，Nb752合金板材退火的時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)其強(qiáng)度影響不大，延伸率有明顯升高。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳英.Nb752合金抗氧化涂層的研究[J].材料工藝，1979（01）：29-35+45.