热处理对大口径精密管残余应力的影响

钛合金由于具有比强度高、耐高温、抗腐蚀性好和良好的加工性能等优点，被广泛应用于航空航天及其发动机结构件中。TA15钛合金，主要用于制造飞机承力框、壁板及承载梁等受力比较复杂，而工作温度又较高的重要结构件，其在航空制造业中应用越来越广泛。然而，大口径精密管在机加工过程中，由于存在残余应力容易产生变形，残余应力大多数表现出很大的危害作用，如使结构件的强度降低，造成应力腐蚀和脆性断裂；由于残余应力的松弛，使结构件产生变形，影响了结构件的尺寸精度。所以研究热处理对大口径精密管残余应力的影响，降低和消除构件的残余应力显得尤为重要。为此，选取了经过不同热处理制度处理后的大口径精密管，采用X 射线衍射法测量大口径精密管残余应力，旨在摸索热处理对大口径精密管残余应力的影响，为大口径精密管热处理制度的选择提供借鉴。
用IFB 4018型号高压水切割机在TA15热态厚板上割取尺寸为55×100×150mm的试样两块，分别进行热处理:
工艺1：800℃/1.5h AC大气退火+550℃/4h FC真空蠕变退火；
工艺2：750℃/4h FC真空蠕变退火。
对比研究两种热处理工艺处理后板材的残余应力变化。每种工艺热处理板材均采用X射线衍射法测定其表层的残余应力。在表层选择3个点，分别沿垂直轧制方向（T向）和轧制方向（L向）进行测试。
在X射线应力测定技术中，试样表面处理是关键问题之一。原则上讲，表面光洁度越高，应力测定就越准确，粗糙的表面应力有一定程度的释放。所以对此次大口径精密管测试试样，用金相砂纸反复细磨表面，使试样表面具有足够高的光洁度，以保证测试数据的准确性。试验结果表明：
（1）大口径精密管经750℃/4h FC真空蠕变热处理后，其显微组织比800℃/1.5h AC大气退火+550℃/4h FC真空蠕变初生α相等轴化程度更高，从而使表层残余应力得到松弛，降低了残余应力。